más famoso y utilizado en la vida humana y sustancias industriales pertenecientes a la categoría de polioles - es etilenglicol y glicerol.Su estudio y el uso comenzaron hace varios siglos, pero las propiedades de estos compuestos orgánicos en muchos aspectos único y singular que les hace indispensable para el día de hoy.Los polioles utilizados en muchos químicos sıntesis, las industrias y las esferas de la actividad humana.
primero "conocido" con etilenglicol y la historia de glicerol producir
En 1859, a través de un proceso de dos etapas de dibromoetano interacción con acetato de plata y posterior tratamiento con hidróxido de potasio producido en la primera reacción de etilenglicol, Charles Wurtz primera sintetiza etilenglicol.Algún tiempo más tarde, el método fue desarrollado para el dibromoetano hidrólisis directa, pero a escala industrial a principios del alcohol 1,2-dihidroxietano dihídrico siglo XX, - monoetilenglicol, o un glicol, en los Estados Unidos se obtuvo por hidrólisis de etileno.
Hoy y en la industria y en el laboratorio utilizan una serie de otros métodos, nueva, más económico con las materias primas y el punto de vista energético, y el medio ambiente, así como el uso de reactivos que contienen o que liberan cloro, toxinas, sustancias cancerígenas y otros peligrososmedio ambiente y la sustancia humana se reduce con el desarrollo de la química "verde".
Aptekar Carl Wilhelm Scheele en 1779 abrió el glicerol, y especialmente la composición del compuesto estudiado en 1836 Théophile Jules Pelouse.Dos décadas más tarde se ha aclarado y conectado a tierra estructura molecular triatómica de alcohol en los escritos de Pierre Eugene Berthelot Marseleya y Charles Wurtz.Por último, incluso veinte años después de Charles Friedel tenían una síntesis total de glicerol.Actualmente, la industria utiliza dos métodos para su preparación: a través de cloruro de alilo a partir de propileno a través de acroleína también.Propiedades químicas etilengilikolya como glicerina se utiliza ampliamente en diversos campos de la industria química.
Estructura y estructura del compuesto
En el corazón de la molécula es el esqueleto hidrocarburo insaturado de etileno, que consta de dos átomos de carbono, en el que había un hueco de un doble enlace.En el espacio dejado vacante en la valencia de átomos de carbono unidos por dos grupos hidroxilo.Etileno Formula - C2H4, después de la conexión del grifo de ruptura y la unión de los grupos hidroxilo (a unos pasos), parece que C2H4 (OH) 2.Eso es etilenglicol.Moléculas de etileno
caracterizados por una estructura lineal, mientras que el alcohol dihídrico es un tipo de trans-konfigurtsii en la colocación de grupos hidroxilo con respecto al esqueleto de carbono y el uno al otro (como el término es plenamente aplicable a la situación con respecto al doble enlace).Tal perturbación corresponde a la ubicación remota de los hidrógenos de los grupos funcionales, menos energía, y por lo tanto - la máxima estabilidad del sistema.En pocas palabras, uno grupo OH "se ve", y el otro - hacia abajo.Al mismo tiempo son compuesto inestable con dos grupos hidroxilo: con un átomo de carbono para formar una mezcla de reacción, se deshidratan inmediatamente pasar a aldehídos.
clasificación de afiliación propiedades
químicas de etilenglicol está determinada por su origen del grupo de los polioles, es decir, diol subgrupos, es decir, compuestos con dos restos hidroxilo sobre átomos de carbono adyacentes.Sustancias, también contienen varios OH-sustituyente es y glicerol.Tiene tres grupos funcionales y el alcohol es el representante más común de su subclase.
Muchos de los compuestos de esta clase son también preparado y utilizado en la industria química para diversas síntesis y otros fines, pero el uso de etilenglicol tiene una escala más grave, y está involucrado en prácticamente todas las industrias.Esto se discutirá en más detalle a continuación.
características físicas
aplicación de etileno debido a la presencia de una serie de propiedades que son inherentes a un alcohol polivalente.Este distintivas características que son únicas de esta clase de compuestos orgánicos.
más importante de las propiedades - es la capacidad ilimitada para mezclar con H2O.Agua + glicol da una solución con una característica única: la temperatura de su punto de congelación, dependiendo de la concentración del diol debajo de 70 grados, que el destilado puro.Es importante señalar que esta dependencia no es lineal, y alcanza un cierto glicol cuantitativa comienza efecto contrario - la temperatura de congelación aumenta el porcentaje de soluto.Esta característica se ha aplicado en la producción de diversos líquidos anticongelantes "nezamerzaek" que cristalizan en extremadamente bajas características térmicas del medio ambiente.
Excepto en agua, el proceso de disolución se desarrolla bien en alcohol y acetona, pero no se observa en parafina, benceno, éter y tetracloruro de carbono.A diferencia de su antecesor alifáticos - una sustancia gaseosa, tales como etilenglicol, etilenglicol - un jarabe, clara, con un ligero matiz de líquido amarillo, sabor dulce, con olor característico es casi no volátil.La congelación se produce en un cien por ciento de etilenglicol - 12.6 grados centígrados, y la ebullición - en 197,8.En condiciones normales, la densidad es 1,11 g / cm3.
Métodos
para producir etilenglicol se pueden obtener de varias maneras, algunos de ellos hoy sólo tienen valor histórico o preparativa, y otros son utilizados activamente por una persona a una escala industrial, y no sólo.Siguiendo en orden cronológico, consideremos el más importante.
ya han sido descritas por el primer método de producción de etileno dibromoetano.Etileno Fórmula doble enlace está roto, y la valencia libre están ocupadas por halógenos, - el material de partida principal en esta reacción - además de carbono e hidrógeno en su estructura tiene dos átomos de bromo.La formación del compuesto intermedio en la primera etapa del proceso es posible sólo por su escisión, es decir. E. La sustitución de grupos acetato, que tras la hidrólisis adicional convertida en alcohol.
Durante un mayor desarrollo de la ciencia ha hecho posible producir etileno por hidrólisis directa de cualquier etanos sustituidos con halógenos en dos átomos de carbono adyacentes, por soluciones acuosas de carbonatos de metales alcalinos o el grupo (menos reactivo con el medio ambiente) H2O y dióxido de plomo.La reacción es bastante "tiempo consumiendo" y sólo se produce mucho más altas temperaturas y presiones, pero eso no impidió que los alemanes durante las guerras mundiales a utilizar este método para la producción de etileno en una escala industrial.
un papel en el desarrollo de la química orgánica ha jugado un método de producción de etileno glicol a partir de carbón por hidrólisis sales de metales alcalinos del grupo.Al aumentar la temperatura de reacción a 170 grados el rendimiento alcanzó 90%.Pero había un inconveniente significativo - glicol había eliminado de alguna manera de la solución de sal, que se asocia directamente con una serie de dificultades.Los investigadores resuelto este problema mediante el desarrollo de un método con el mismo material de partida, pero al romper el proceso en dos etapas.
etilenglikolatsetatov hidrólisis, como la etapa final del método previamente Wurtz, se convirtió en una forma separada, cuando se gestiona para obtener un material de partida mediante la oxidación de etileno en ácido acético con el oxígeno, es decir, sin el uso de caros y no inofensivos en todos los compuestos de halógeno.
también conocido muchos métodos de producción de etilenglicol por oxidación hidroperóxidos, peróxidos, perácidos orgánicos en presencia de catalizadores (compuestos de osmio), clorato de potasio, y otros. También hay métodos electro-químicos y la radiación.
Características propiedades químicas comunes propiedades químicas
de etilenglicol está determinada por sus grupos funcionales.Las reacciones pueden estar involucrados un sustituyente hidroxilo o ambos, dependiendo de las condiciones del proceso.La principal diferencia en la reactividad es que, debido a la presencia en el índice de hidroxilo de alcohol polihídrico y su influencia mutua es propiedades ácidas fuertes que monovalentes "pares".Por lo tanto, las reacciones con productos alcalinos son sal (glicol - glicolatos de glicerol - glicerato).
Las propiedades químicas de etilenglicol, así como glicerol, la reacción incluye todas las categorías de alcoholes monovalentes.Glycol da ésteres parciales y completas en reacciones con ácidos monobásicos, glicolatos, respectivamente, están formadas con metales alcalinos y con un proceso químico con ácidos fuertes o sales de ácido acético aldehído liberado del mismo - debido a la escisión de las moléculas del átomo de hidrógeno.
Reacciona con metales activos
reacción de etilenglicol con metales activos (de pie después del hidrógeno en la tensión serie química) a temperaturas elevadas da una glicol de etileno de metal más hidrógeno se libera.
C2H4 (OH) 2 + H → S2N4O2H, donde X - el metal divalente activo.Reacción
cualitativa al etileno
poliol distingue de cualquier otro líquido puede utilizar las reacciones visuales propios de esta clase de compuestos.Con este fin, solución incolora se vertió hidróxido de alcohol-precipitado de cobre (2) que tiene un color azul característico.Se observa la interacción de los componentes mezclados y la disolución del precipitado en el color azul tinción solución saturada - debido a la formación de glicolato de cobre (2).
Polimerización
propiedades químicas de etilenglicol son importantes para la producción de disolventes.Deshidratación intermolecular de la sustancia, que es la eliminación de agua de cada una de dos moléculas de glicol y su posterior asociación (un grupo hidroxilo se separa por completo, y de otros residuos solamente hidrógeno), hace que sea posible obtener un disolvente orgánico único - dioxano, que se utiliza con frecuencia en la química orgánica,a pesar de su alta toxicidad.
Cambio de hidroxilo por halógeno
En la reacción de etilenglicol con ácidos hidrácidos halogenados observó la sustitución de los grupos hidroxilo del halógeno respectiva.El grado de sustitución depende de la concentración molar de haluro de hidrógeno en la mezcla de reacción:
HO-CH2-CH2-OH + X → 2NH-CH2-CH2-X, donde X - cloro o bromo.Preparación de ésteres
En las reacciones de etileno con ácido nítrico (concentración específica) y ácidos orgánicos monobásicos (fórmico, acético, propiónico, carnaval, valérico y t. D.) La formación del complejo y, en consecuencia, monoéteres.Con otras concentraciones de ácido nítrico - di- y glicol trinitroefirov.Como catalizador, el ácido sulfúrico se utiliza una concentración predeterminada.
derivados de glicol crítico
sustancias valiosas, que son obtenibles a partir de alcoholes polivalentes mediante reacciones químicas simples (como se describe más arriba), son éteres de glicol de etileno.A saber monometil y monoetılico cuyas fórmulas - HO-CH2-CH2-O-CH3 y HO-CH2-CH2-O-C2H5, respectivamente.Propiedades químicas, son mucho como glicoles, pero, al igual que cualquier otra clase de compuestos tienen características únicas de reacción que son exclusivos de ellos:
- Monometiletilenglikol es un líquido sin color, pero con un olor desagradable característico, hierve a 124, 6 grados Celsius, bien disuelto en etanol y otros disolventes orgánicos y el agua son significativamente más volátiles que el glicol, y una densidad menor que la del agua (alrededor de 0,965 g / cm3).
- Dimetiletilenglikol - como un líquido, pero el olor menos característico, densidad de 0,935 g / cm3, la temperatura de ebullición de 134 grados sobre el cero y la solubilidad, en relación con el homólogo anterior.Celosolve
aplicación - en general, llamado mono etilenglicol - es bastante común.Se utilizan como reactivos y disolventes en la síntesis orgánica.También se aplican a sus propiedades físicas y aditivos anticorrosión en anticongelantes anticristalizante y aceite de motor.Aplicaciones
y precios de una serie de producción fábricas de costes
y empresas dedicadas a la producción y venta de esos productos químicos, oscila entre un promedio de alrededor de 100 rublos por kilogramo de tales compuestos químicos como el etilenglicol.El precio depende de la pureza de la sustancia y el porcentaje máximo del producto deseado.
El uso de etilenglicol no se limita a cualquier área.Por lo tanto, en su uso como materia prima en la producción de disolventes orgánicos y fibras de resina sintética, el líquido, la congelación a bajas temperaturas.Él está involucrado en muchas industrias como la automotriz, aviación, productos farmacéuticos, eléctricos, cuero, tabaco.Seamos realistas, el peso de su importancia para la síntesis orgánica.
importante recordar que el glicol - un compuesto tóxico que puede causar daños irreparables a la salud humana.Por lo tanto, se almacena en recipientes sellados de aluminio o de acero con capa interna opcional protege el tanque contra la corrosión, en una posición vertical, y las habitaciones no están equipadas con sistemas de calefacción, pero con buena ventilación.Período - no más de cinco años.
