най-известните и използвани в човешкия живот и индустриални вещества, принадлежащи към категорията на полиоли - е етилен гликол и глицерин.Тяхното проучване и използване започна преди няколко века, но свойствата на тези органични съединения в много отношения уникален и неповторим, че ги прави незаменим и до днес.Полиолите използват в много химичен синтез, отрасли и сфери на човешката дейност.
първо "запознаване" с етилен гликол и история глицерол производство
През 1859 г., чрез процес на два етапа на взаимодействие дибромоетан със сребърен ацетат и последваща обработка с калиев хидроксид, произведени в първата реакция на етилен гликол, Charles Wurtz първи път е синтезиран етилен гликол.След известно време на метода е разработен за директна хидролиза дибромоетан, но в индустриален мащаб в началото на двадесети век двувалентен алкохол 1,2-dihydroxyethane това - моноетилен гликол, или гликол, в Съединените щати, се получава чрез хидролиза на етилен.
Днес и в индустрията и в лабораторията използва редица други методи, нов, по-икономичен със суровини и енергия гледна точка, както и за околната среда, както и използването на реагенти, които съдържат или се получава хлор, токсини, канцерогени и други опасниоколната среда и човешкото същество е намалена с развитието на "зелена" химия.
Aptekar Карл Вилхелм Шееле през 1779 отвори глицерол, и по-специално състава на съединението проучен през 1836 Теофил Jules Pelouse.Две десетилетия по-късно е установено, и заземени триатомен молекулярна структура на алкохол в писанията на Pierre Eugene Berthelot Marseleya и Charles Wurtz.Накрая, дори двадесет години след Charles Friedel има общо синтез на глицерол.В момента индустрията използва два метода за неговото получаване: чрез алилхлорид от пропилен чрез акролеин, както добре.Химични свойства etilengilikolya като глицерин се използва широко в различни области на химическата промишленост.
Структура и структура на съединението
В сърцето на молекулата е ненаситен въглеводороден скелет на етилен, състояща се от два въглеродни атома, в който е имало разминаване на двойна връзка.На освободената пространство на валентността на въглеродни атоми, съединени с две хидроксилни групи.Формула етилен - C2H4, след разрушаване кранче връзка и закрепване на хидроксилни групи (с няколко стъпки), той изглежда като C2H4 (OH) 2.Това е етилен гликол.
етилен молекули, характеризиращи се с линейна структура, докато двувалентен алкохол е един вид транс-konfigurtsii в поставянето на хидроксилни групи по отношение на въглеродния скелет и един до друг (като срокът е напълно приложима за ситуацията по отношение на двойната връзка).Това разместване съответства на отдалечено място от водородите на функционалните групи, по-малко енергия и следователно - на максимална стабилност на системата.Казано по-просто, една ОН-група "изглежда" нагоре, а другият - надолу.В същото време са нестабилни съединение с две хидроксилни групи: с един въглероден атом, за да се образува реакционна смес, веднага дехидратират преминава в алдехиди.
класификация членски
химични свойства на етилен гликол, се определя от неговия произход от групата на полиоли, а именно подгрупи диол, т.е. съединения с две хидроксилни групи при съседни въглеродни атоми.По съществото на спора, да съдържа и няколко OH-заместител е и глицерол.Тя има три функционални групи и алкохол е най-честата представител на подклас му.
Много от съединенията от този клас също са подготвени и се използва в химическата промишленост за различни синтези и за други цели, но използването на етилен гликол е по-сериозен мащаб, и участва в почти всички отрасли.Това ще бъде обсъдено в повече подробности по-долу.
Физически характеристики
нанасяне на етилен, поради наличието на голям брой имоти, които са присъщи на поливалентен алкохол.Това отличителни черти, които са уникални за този клас органични съединения.
най-важното от имотите - е неограничена способност да се смесва с H2O.Вода + гликол дава разтвор с уникална характеристика: температурата на точката на замръзване, в зависимост от концентрацията на диола под 70 градуса, от чист дестилата.Важно е да се отбележи, че тази зависимост е нелинейна и достигне определено количествено гликол започва обратен ефект - температурата на замръзване се увеличава с процента на разтвореното вещество.Тази функция е била прилагана в производството на различни течности против замръзване "nezamerzaek", които кристализират при изключително ниски топлинни характеристики на околната среда.
изключение на вода, процесът на разтваряне протича добре в алкохол и ацетон, но не се наблюдава в парафин, бензен, етер и тетрахлорметан.За разлика от своя предшественик алифатен - газообразно вещество, като етилен гликол, етилен гликол - сиропена, ясен, с лек оттенък на жълта течност, сладникав вкус, с нехарактерна миризма е почти енергонезависима.Замразяване настъпва при сто процента на етилен гликол - 12,6 градуса по Целзий, а на кипене - на 197,8.При нормални условия, плътността е 1,11 г / см3.
Методите за получаване на етилен гликол може да се получи по няколко начина, като някои от тях днес има само историческа или подготвителна стойност, а други се използват активно от лице в промишлен мащаб, а и не само.Следвайки в хронологичен ред, нека разгледаме най-важните.
вече са описани по първия метод за производство на етилен дибромоетан.Формула етилен двойна връзка е прекъсната, и свободната валенция са заети от халогени, - основният изходен материал в тази реакция - в допълнение към въглерод и водород в структурата си има две бромни атоми.Образуването на междинното съединение в първия етап на процеса е възможно само поради тяхното разпадане, т.е.. Е. заместване на ацетатни групи, които по-нататък хидролиза се превръща в алкохол.
При по-нататъшното развитие на науката е станало възможно да се произвеждат етилен чрез директно хидролиза на всички етани, заместен с два халогена при съседни въглеродни атоми, с водни разтвори на алкални метални карбонати или група (по-малко реагент околната среда) H2O и оловен диоксид.Реакцията е доста "отнема време" и се среща само при много по-високи температури и налягания, но това не попречи на германците по време на двете световни войни, за да използвате този метод за производство на етилен в промишлен мащаб.
роля в развитието на органичната химия изигра метод за производство на етилен гликол от въглища чрез хидролиза соли на алкални метали от групата.Чрез повишаване на реакционната температура до 170 градуса добивът достига 90%.Но имаше значителен недостатък - гликол някак бе отстранен от разтвора на сол, което е пряко свързано с редица трудности.Изследователите решават този проблем чрез разработване на метод със същия изходен материал, но чрез счупване на процеса на два етапа.
etilenglikolatsetatov хидролиза, като краен етап на метода преди Wurtz, стана отделен начин, когато успяха да поведат с изходен материал чрез окисление на етилен в оцетна киселина с кислород, което е, без използване на скъпи и не безобидни на всички халогенни съединения.
също известни много методи за производство на етилен гликол чрез окисление, пероксиди, хидропероксиди органични перкиселини в присъствието на катализатори (осмиев съединения), калиев хлорат, и др. Има и електро-химични и радиационни методи.
общи характеристики химични свойства
химични свойства на етилен гликол, се определя от неговите функционални групи.Реакциите могат да бъдат включени една хидроксилна заместител или и двете, в зависимост от условията на процеса.Основната разлика е, че в реактивност поради наличието на поливалентен алкохол хидроксилни броя и тяхното взаимно влияние е по-силно киселинни свойства от едновалентни "връстници."Затова реакции с алкални продукти са сол (гликол - гликолати за глицерол - глицерат).
химичните свойства на етилен гликол, както и глицерол, реакцията включва всички категории едновалентни алкохоли.Гликол дава пълни и частични естери в реакции с едноосновни киселини, гликолати, съответно, са получени с алкални метали и с химичен процес със силни киселини или техни соли освобождава алдехид оцетна киселина - поради разкъсване на молекулите на водородния атом.
Реагира с активни метали
реакция на етилен гликол с активни метали (стоящи след водорода в опъването на химическа серия) при повишени температури дава етиленгликол метал плюс водород е освободен.
C2H4 (OH) 2 + Н → S2N4O2H, където X - активното двувалентен метал.Реакция
Качествена да етилен
полиол отличи от всяка друга течност, можете да използвате визуалните реакции, характерни за този клас съединения.За тази цел, безцветен разтвор се излива алкохол утаява хидроксид на меден (2), които имат характерен син цвят.Взаимодействието на смесените компоненти се наблюдава и разтваряне на утайката в наситен разтвор оцветяване синия цвят - поради образуването на мед гликолат (2).
Polymerization
химични свойства на етилен гликол са важни за производството на разтворители.Междумолекулни дехидратация на веществото, че е премахването на вода от всяка от две молекули гликол и последващото им асоцииране (една хидроксилна група се отцепва напълно, и от други отпадъци само водород), това прави възможно да се получи уникален органичен разтворител - диоксан, които често се използват в органичната химия,въпреки високата си токсичност.
размяна хидроксилна от халоген
В реакцията на етилен гликол с халогеноводородни киселини наблюдава заместване на хидроксилните групи на съответния халоген.Степента на заместване зависи от моларната концентрация на халогеноводород в реакционната смес:
НО-СН2-СН2-ОН + X → 2NH-СН2-СН2-Х, където X - хлор или бром.Получаване на естери
В реакции на етилен с азотна киселина (специфична концентрация) и едноосновни органични киселини (мравчена, оцетна, пропионова, карнавал, валерианова и т. D.) Образуването на комплекса и, съответно, моноетери.С други концентрации на азотна киселина - ди- и trinitroefirov гликол.Като катализатор, сярна киселина се използва предварително определена концентрация.
критичната гликолови производни
ценни вещества, които могат да се получат от поливалентни алкохоли от прости химически реакции (както е описано по-горе), са етери на етилен гликол.Именно монометил и моноетилов чиито формули - НО-СН2-СН2-О-СН3 и НО-СН2-СН2-О-С2Н5, съответно.Химични свойства, те са много като гликоли, но, както всеки друг клас съединения имат уникални характеристики за реакция, които са уникални за тях:
- Monometiletilenglikol е течност без цвят, но с характерен мирис отвратително, кипи при 1246 градуса по Целзий, и разтваря в етанол и други органични разтворители и вода са значително по-летлив от гликол и с плътност по-малка от тази на вода (около 0,965 г / см3).
- Dimetiletilenglikol - като течност, но по-малко характерен мирис, плътност 0,935 г / см3, температурата на кипене 134 градуса над нула и разтворимост, в сравнение с предходния хомолог.
Application целлозолв - по принцип, т.нар моно етилен гликол - е често срещано явление.Те се използват като реагенти и разтворители в органичния синтез.Също така се прилага за техните физически свойства и антикорозионни добавки в anticrystallization антифриз и моторно масло.
Applications и ценообразуването на производствена серия
фабрики разходите и предприятия, ангажирани в производството и продажбата на такива химикали, варира от средно около 100 рубли за килограм на такива химични съединения, като етилен гликол.Цената зависи от чистотата на веществото и максималният процент от желания продукт.
Използването на етилен гликол не се ограничава до която и да е област.Така, използването му като суровина за производството на органични разтворители и синтетични влакна смола, течност, замръзване при ниски температури.Той е участвал в много индустрии като автомобилостроенето, самолетостроенето, фармацевтичната, електрически, кожа, тютюн.Нека си го кажем теглото на нейното значение за органичния синтез.
важно да се помни, че гликол - токсично съединение, което може да причини непоправими вреди на човешкото здраве.Ето защо, тя се съхранява в затворени контейнери, изработени от алуминий или стомана с опция за вътрешен слой предпазва резервоара от корозия, в изправено положение, както и стаи не са оборудвани със системи за отопление, но с добра вентилация.Период - не повече от пет години.
