cel mai faimos și utilizate în viața umană și substanțe industriale aparținând categoriei de polioli - este etilen glicol și glicerol.Studiul și utilizarea lor a început de mai multe secole în urmă, dar proprietățile acestor compuși organici în mai multe moduri unice și unic, care le face indispensabile în ziua de azi.Poliolii folosite în multe sinteze chimice, industrii și domenii de activitate umană.
primul "cunoștință" cu etilenglicol și istorie glicerol producerea
În 1859, printr-un proces în două etape de dibrometan interacțiune cu acetat de argint și tratamentul ulterior cu hidroxid de potasiu produsă în prima reacție de etilen glicol, Charles Wurtz sintetizat prima etilen glicol.Unele timp mai târziu, metoda a fost dezvoltat pentru dibromoetan hidroliză directă, dar la scară industrială în începutul secolului XX dihidric alcool 1,2-dihydroxyethane, ea - monoetilenglicol, sau un glicol, în Statele Unite, a fost obținut prin hidroliza etilenă.
Astăzi și în industrie și în laborator a folosit o serie de alte metode, noi, mai economice cu materii prime și punct de vedere energetic, și ecologice, precum și utilizarea de reactivi care conțin sau de eliberare de clor, toxine, agenți cancerigeni și alte periculoasemediului și substanță umană este redusă cu dezvoltarea chimiei "verde".
Aptekar Carl Wilhelm Scheele in 1779 a deschis glicerol, și în special compoziția compusului studiat în anul 1836 Theophile Jules Pelouse.Două decenii mai târziu sa constatat și la pământ structura moleculara triatomic de alcool în scrierile Pierre Eugene Berthelot Marseleya și Charles Wurtz.În cele din urmă, chiar și douăzeci de ani de Charles Friedel a avut o sinteză totală de glicerină.În prezent, industria folosește două metode pentru prepararea acesteia: prin clorura de alil din propilenă prin acroleină, de asemenea.Chimice etilengilikolya ca glicerina este utilizat pe scară largă în diferite domenii ale industriei chimice.
Structura și structura compusului
În centrul moleculei este scheletul de hidrocarbură nesaturată de etilenă, care constă din doi atomi de carbon, în care a existat un decalaj de o dublă legătură.Pe spațiul eliberat la valența atomilor de carbon unite prin două grupări hidroxil.Formula etilenă - C2H4, după conexiune ruptura robinet și atașarea grupărilor hidroxil (câțiva pași), se pare ca C2H4 (OH) 2.Aceasta este etilen glicol.Moleculele de etilenă
caracterizate printr-o structură liniară, în timp ce alcoolul dihidric este un fel de trans-konfigurtsii în plasarea de grupe hidroxil cu privire la scheletul de carbon și unul de altul (ca termenul se aplică în totalitate la situația cu privire la legătura dublă).O astfel de dislocare corespunde la distanta dintre atomii de hidrogen ai grupelor funcționale, mai puțină energie și, prin urmare - stabilitatea maximă a sistemului.Pur și simplu pune, un OH-grup "arata" în sus, iar celălalt - în jos.Totodată sunt compus instabil cu două grupe hidroxil: cu un singur atom de carbon, pentru a forma un amestec de reacție, ele deshidratează imediat trecerea în aldehide.Clasificarea
apartenență proprietăți
chimice ale etilenglicol este determinată de originea sa din grupul de polioli, și anume diol subgrupuri, adică compușii cu două fragmente hidroxil la atomii de carbon adiacenți.Substanță, de asemenea, conține mai multe OH-substituent este și glicerol.Ea are trei grupe funcționale și alcool este cea mai frecventa reprezentant al subclasei sale.
Mulți dintre compușii din această clasă sunt de asemenea pregătite și utilizate în industria chimică pentru diverse sinteze și alte scopuri, dar utilizarea etilenglicol are o scară mai gravă, și este implicată în tuturor sectoarelor industriale.Acest lucru va fi discutat în detaliu mai jos.
Caracteristici fizice
Aplicarea etilenă ca urmare a prezenței unui număr de proprietăți care sunt inerente într-un alcool polihidric.Acest caracteristici distinctive care sunt unice pentru această clasă de compuși organici.
cel mai important dintre proprietățile - este capacitatea nelimitată de a se amesteca cu H2O.Apa + glicol dă o soluție cu o caracteristică unică: temperatura punctului său de congelare, în funcție de concentrația de diol sub 70 de grade, decât distilatul pur.Este important să rețineți că această dependență este neliniar, iar ajunge la un anumit glicol cantitativă începe efect opus - temperatura de îngheț crește procentul de substanță dizolvată.Această caracteristică a fost aplicată în producția de diferite lichide antigel "nezamerzaek", care se cristalizează la caracteristicile termice extrem de scăzute ale mediului.
excepția apă, procesul de dizolvare continuă bine în alcool și acetonă, dar nu au fost observate în parafină, benzen, eter și tetraclorură de carbon.Spre deosebire de alifatic sa strămoș - o substanță gazoasă, cum ar fi etilen glicol, etilen glicol - o siropos, limpede, cu o ușoară tentă de lichid galben, gust dulceag, cu miros necaracteristic este aproape non-volatile.Congelarea se produce la o sută la sută din etilen glicol - 12.6 grade Celsius, iar fierbere - la 197.8.În condiții normale, densitatea este 1.11 g / cm3.
Metode pentru producerea de etilenglicol poate fi obținută în mai multe moduri, unele dintre ele astazi au doar o valoare istorică sau preparativă, iar altele sunt utilizate în mod activ de către o persoană la scară industrială, și nu numai.În urma în ordine cronologică, să ne ia în considerare cele mai importante.
au fost deja descrise de către prima metodă de producere a etilenei dibrometan.Formula etilenă legătură dublă este rupt, iar valența liberă sunt ocupate de halogeni, - materia primă principală în această reacție - în plus față de carbon și hidrogen în structura sa are doi atomi de brom.Formarea compusului intermediar în prima etapă a procesului este posibilă doar datorită clivajului lor, adică. E. Înlocuirea grupări acetat, care prin hidroliză în continuare transformate în alcool.
timpul dezvoltării în continuare a științei a devenit posibil să se producă etilenă prin hidroliza directă a oricăror etani substituit cu doi halogeni pe atomi de carbon adiacenți, prin soluții apoase de carbonați de metal alcalin sau grupul (mai puțin reactiv de mediu) și H2O dioxid de plumb.Reacția este destul de "consumatoare de timp" și apare numai la mult temperaturi mai ridicate și presiuni, dar că nu a oprit pe germani în timpul războaielor mondiale pentru a folosi această metodă pentru producerea de etilenă într-o scară industrială.
un rol în dezvoltarea chimiei organice a jucat un procedeu de producție de etilenglicol din cărbune prin hidroliză săruri de metale alcaline ale grupului.Prin creșterea temperaturii de reacție la 170 grade randamentul atins 90%.Dar a existat o inconvenient major - glicol au îndepărtat oarecum de la soluția de sare, care este direct asociat cu o serie de dificultăți.Cercetatorii rezolvat aceasta problema prin dezvoltarea unei metode cu același material de plecare, dar de rupere procesul în două etape.
etilenglikolatsetatov Hidroliza, ca etapa finală a metodei anterior Wurtz, a devenit un mod separat, atunci când a reușit să obțină o materie primă prin oxidarea etilenei în acid acetic cu oxigen, adică, fără utilizarea scumpe și nu inofensive la toți compușii halogenați.
asemenea cunoscut multe metode de producere a etilenglicol de hidroperoxizi oxidare, peroxizi, peracizi organici în prezența catalizatorilor (compusi osmiu), clorat de potasiu, și altele. De asemenea, există metode electrochimice și radiații.
Caracteristici Proprietăți chimice comun
chimice ale etilen glicol este determinat de grupuri funcționale.Reacțiile pot fi implicate un substituent hidroxil sau ambele, în funcție de condițiile de procedeu.Principala diferență este că, în reactivitate datorează prezenței în polihidroxilic numărul de hidroxil de alcool și influența lor reciprocă este proprietăți acide puternic decat monovalenți "colegii".Prin urmare, reacțiile cu produse alcaline sunt de sare (glicol - glicolații pentru glicerină - glicerat).
Proprietățile chimice ale etilenglicol precum și glicerol, reacția include toate categoriile de alcooli monohidroxilici.Glicol dă esteri complete sau partiale in reactii cu acizi monobazici, glicolații, respectiv, sunt formate cu metale alcaline și cu un proces chimic cu acizi puternici sau săruri ale acizilor acetic aldehidă acesteia, eliberată - datorită scindarea moleculelor ale atomului de hidrogen.
Reactioneaza cu metale active,
reacție de etilen glicol cu metale active (în picioare după hidrogenul în tensiunea serie chimic) la temperaturi ridicate ofera o glicol de metal etilenă plus hidrogen este eliberat.
C2H4 (OH) 2 + H → S2N4O2H, unde X - metalul divalent activ.Reacție
calitativă a etilenei
poliol distinge de orice alt lichid puteți folosi reacțiile vizuale specifice acestei clase de compuși.În acest scop, incoloră a fost turnat de hidroxid de precipitat-alcool de cupru (2) având o culoare albastră caracteristică.Se observă interacțiunea componentelor amestecate și dizolvarea precipitatului în culoarea albastru colorare soluție saturată - datorită formării de glicolat de cupru (2).
Polimerizarea
chimice ale etilen glicol sunt importante pentru producția de solvenți.Deshidratarea intermoleculară substanței, adică eliminarea apei din fiecare dintre cele două molecule de glicol și asocierea lor ulterioară (o grupare hidroxil este scindat complet, și de alte deșeuri numai hidrogen), se face posibilă obținerea unui solvent organic unic - dioxan, care este frecvent utilizat în chimia organică,în ciuda toxicității sale ridicate.
Schimb hidroxil cu halogen
În reacția de etilenglicol cu acizi halogenați observat înlocuirea grupărilor hidroxil ale halogen respectiv.Gradul de substituție depind de concentrația molară a halogenură de hidrogen în amestecul de reacție:
HO-CH2-CH2-OH + X → 2NH-CH2-CH2-X, unde X - clor sau brom.Prepararea esterilor
În reacțiile de etilenă cu acid azotic (concentrație specifică) și acizi organici monobazici (formic, acetic, propionic, carnaval, valeric și t. D.) Formarea complexului și, în consecință, monoeteri.Cu alte concentrații ale acidului azotic - di- și trinitroefirov glicol.Drept catalizator, se utilizează acidul sulfuric o concentrație predeterminată.
instrumente derivate glicol critice
substanțe valoroase, care se pot obține de la polialcooli prin reacții chimice simple, (așa cum este descris mai sus), sunt eteri de etilenglicol.Anume monometilic și monoetil ale cărui formule - HO-CH2-CH2-O-CH3 HO-CH2-CH2-O-C2H5, respectiv.Chimice, ele sunt foarte mult ca glicoli, dar, la fel ca orice altă clasă de compuși au caracteristici unice, reacție care sunt unice pentru ei:
- Monometiletilenglikol este un lichid fara culoare, dar cu un miros dezgustător caracteristic, fierbe la 124, 6 grade Celsius, și dizolvat în etanol și alți solvenți organici și apă sunt semnificativ mai volatil decât glicol, și o densitate mai mică decât cea a apei (aproximativ 0.965 g / cm3).
- Dimetiletilenglikol - ca un lichid, dar miros puțin caracteristic, densitatea de 0.935 g / cm3, temperatura de fierbere 134 grade peste zero, și solubilitatea, în raport cu omologul precedent.Celosolv
Cerere - în general, așa-numita mono etilen glicol - este destul de comună.Ele sunt utilizate ca reactanți și solvenți in sinteza organica.De asemenea, se aplică proprietăților lor fizice și aditivi anti-coroziune în antigel anticrystallization și ulei de motor.Aplicații
și de stabilire a prețurilor dintr-o serie de producție
fabrici de cost și întreprinderi implicate în producția și vânzarea de astfel de produse chimice, variază de la o medie de aproximativ 100 de ruble pe kilogram de astfel de compuși chimici ca etilen glicol.Prețul depinde de puritatea substanței și procentul maxim de produs dorit.
Utilizarea de etilenglicol nu se limitează la nici o zonă unul.Astfel, în utilizarea sa ca materie primă în producția de solvenți organici și fibre sintetice, rasini lichide, congelare la temperaturi scăzute.El este implicat în multe industrii, cum ar fi industria auto, de aviație, farmaceutice, electrice, piele, tutun.Să recunoaștem greutatea importanța acestuia pentru sinteza organică.
important să ne amintim că glicol - un compus toxic care poate provoca daune ireparabile pentru sănătatea umană.Prin urmare, acesta este stocat în recipiente sigilate din aluminiu sau otel cu strat interior opțional protejează rezervorul de coroziune, într-o poziție verticală, iar camerele nu sunt dotate cu sisteme de încălzire, dar cu o bună ventilație.Perioada - nu mai mult de cinci ani.
