kuulsaim ja kasutatud inimese elu ja tööstus ainete kategooriasse kuuluvate polüoolid - on etüleenglükooli ja glütserool.Nende uuring ja kasutamine algas mitu sajandit tagasi, kuid omadused nende orgaaniliste ühendite mitmeti ainulaadne ja kordumatu, mis muudab need hädavajalikud tänase päevani.Polüoolidesse kasutatakse paljudes keemilise sünteesi, tööstuse ja inimtegevuse valdkondades.
esimene "tuttava" etüleenglükooli ja glütserool ajaloo tootma
1859 aastal läbi kaheetapilise protsessi koosmõju dibromoetaan hõbeatsetaadiga ning järgnevalt töödeldakse kaaliumhüdroksiidi toodetud reaktsiooni esimeses etüleenglükooli, Charles Wurtz sünteesitakse algul etüleenglükooli.Mõni aeg hiljem meetodi töötati otseseks hüdrolüüsi dibromoetaan, kuid tööstuslikus mastaabis alguses kahekümnendal sajandil dihüdrofenoolidest alkoholi 1,2-dihydroxyethane, it - monoetüleenglükooli või glükool, USAs saadi hüdrolüüs etüleeni.
Täna ja tööstuses ja laboratooriumis kasutatakse mitmeid muid meetodeid, uus, säästlikum tooraine ja energia seisukohast ja keskkonnasõbralik ning reaktiivide kasutamise sisaldavate või vabastades kloori, toksiinid, kantserogeenide ja muude ohtlikekeskkonnale ja inimeste Aine väheneb arendamisega "roheline" keemia.
Aptekar Carl Wilhelm Scheele 1779 avati glütserool, eriti koosseisu uuritud ühendi 1836. Théophile Jules Pelouse.Kaks aastakümmet hiljem selgus, ja maandatud triatomic molekulaarstruktuuri alkoholi kirjutistes Pierre Eugene Berthelot Marseleya ja Charles Wurtz.Lõpuks, isegi kakskümmend aastat pärast Charles Friedel oli kokku sünteesi glütserool.Praegu tööstus kasutab kaks meetodit selle valmistamiseks: läbi allülkloriidi propüleenoksiidist kaudu akroleiin samuti.Keemilised omadused etilengilikolya nagu glütseriin kasutatakse laialdaselt erinevates valdkondades keemiatööstus.
Struktuur ja ühendi struktuuri
keskmes molekulis on küllastumata süsivesinike skelett etüleeni, mis koosneb kahest süsiniku aatomite, kus oli vahe kaksikside.Vastupidi vabanenud ruumi valentsiga süsinikuaatomid on omavahel ühendatud kahe hüdroksüülrühma.Valemiga etüleeni - C2H4, pärast purunemist segisti ühendamine ja manus hüdroksüülrühma (mõne sammu), tundub C2H4 (OH) 2.See on etüleenglükooli.
etüleeni molekulides lineaarse struktuuri, samas kui dihüdrofenoolidest alkohol on mingi trans-konfigurtsii paigutamine hüdroksüülrühma suhtes süsinikustruktuuri ja üksteisega (nagu mõiste on täielikult kohaldatavad olukord seoses kaksiksideme).Selline ümberpaiknemine vastab kõrvalises kohas vesinikku funktsionaalrühmad, vähem energiat ja seega - maksimaalne süsteemi stabiilsust.Lihtsamalt öeldes, üks OH-rühm "näeb" üles, ja teine - alla.Samal ajal on ebastabiilsed ühend koos kahe hüdroksüülrühmaga: ühe süsinikuaatomiga moodustada reaktsioonisegust nad kohe dehüdraatima pääsemist aldehüüde.
klassifitseerimise kuuluvuse
keemilised omadused etüleenglükooli määratakse selle päritolu rühmast polüoolid, nimelt alagruppides diool, st ühendid kahte hüdroksüülrühma struktuuriühikute külgneva süsinikuaatomi.Aine, sisaldada ka mitut OH-asendaja ja glütserool.Sellel on kolm funktsionaalseid rühmi ja alkoholi on kõige levinum esindaja selle alamklassi.
Paljud selle klassi ühendid on samuti valmistada ja kasutada keemiatööstuses erinevat sünteese ja muudel eesmärkidel, kuid kasutada etüleenglükooli on tõsisem mastaabis ning osaleb peaaegu kõigis tööstusharudes.Seda kirjeldatakse detailsemalt allpool.
Füüsikalised omadused
taotlemine etüleeni tõttu juuresolekul mitmeid omadusi, mis on omane polüooliga.See eripära, mis on ainulaadne selle klassi orgaanilisi ühendeid.
kõige olulisem omadus - on piiramatu võime segada H2O.Vesi + glükool annab lahenduse unikaalne omadus: temperatuur külmumispunkti, sõltuvalt kontsentratsioonist diool alla 70 kraadi, kui puhas destillaati.On oluline märkida, et see sõltuvus on mittelineaarne ja jõuab teatud kvantitatiivsed glükool algab vastupidine efekt - temperatuuri külmutamist suureneb protsent Soluuti.See funktsioon on rakendatud tootmise eri antifriisvedelikud "nezamerzaek", mis kristalliseeruvad väga madal soojusjuhtivus keskkonna omadusi.
Välja arvatud vesi, lõpetamise protsess jätkub ka alkoholi ja atsetooni, kuid ei ole täheldatud parafiini, benseen, eeter ja tetraklorometaan.Erinevalt oma esivanemate alifaatsete - gaasiliste ainete nagu etüleenglükooli, etüleenglükooli - siirupijääk, selge, kergelt varjundiga kollane vedelik, magus maitse, ebatavalise lõhnaga on peaaegu mittelenduvad.Külmutamine toimub sada protsenti etüleenglükooli - 12,6 kraadi ja keeb - kell 197,8.Normaalsetes tingimustes tihedus on 1,11 g / cm3.
tootmise meetodid etüleenglükooli saab mitut moodi, mõned neist täna on ainult ajaloolise või ettevalmistava väärtus, ja teised kasutavad aktiivselt isik tööstuslikus mahus, ja mitte ainult.Pärast kronoloogilises järjekorras Mõelgem kõige olulisem.
juba kirjeldanud esimese tootmisviis etüleeni dibromoetaan.Valemiga etüleeni kaksikside on katki ja vaba valentsiga hõivatud halogeeniga, - peamine lähteaine Selles reaktsioonis - lisaks süsiniku ja vesiniku selle struktuuris on kaks broomi aatomit.Moodustumine vaheühendi esimeses etapis protsessi on võimalik ainult tänu nende lõhustamise, st. E. Asendus atsetaatrühmade, mille edasisel hüdrolüüsi muundatakse alkoholiga.
edasise arengu käigus teaduse on saanud võimalikuks etüleeni otsesel hüdrolüüs tahes etaanid asendatud kahe halogeenid külgneva süsinikuaatomi, vesilahuste leelismetallkarbonaadid või rühm (vähem keskkonda reagent) H2O ja pliidioksiid.Reaktsioon üsna "aeganõudev" ja tekib ainult palju kõrgemad temperatuurid ja rõhud, kuid see ei takistanud sakslasi ajal maailmasõdade kasutada seda meetodit tootmiseks etüleeni tööstuslikus mahus.
rolli arengus orgaanilise keemia mänginud Tootmismeetodit etüleenglükooli söest hüdrolüüsil leeliselismetallsoolad grupist.Suurendades reaktsiooni temperatuuril 170 kraadi saagis jõudnud 90%.Aga oli märkimisväärne puudus - glükool oli kuidagi eemaldatud soolalahuse, mis on otseselt seotud terve rida probleeme.Uurijad probleem lahendatud töötada meetod sama lähteainet, kuid murdes Protsessi kaheks etapiks.
etilenglikolatsetatov hüdrolüüs, nagu lõppfaasis meetodi varem Wurtz, sai eraldi selliselt, kui õnnestus lähteainest oksüdatsiooni etüleeni äädikhappes hapnikuga, st ilma kuluka ja mitte kahjutu üldse halogeenühendeid.
tuntud ka paljude tootmismeetodite etüleenglükooli oksüdeerimisel Hüdroperoksiidid, peroksiidid, orgaanilised perhapped juuresolekul katalüsaatorid (osmium ühendid), kaaliumkloraadiga ja teised. On ka elektrokeemial ja kiiritusravi meetodeid.
Omadused ühine keemilised omadused
keemilised omadused etüleenglükooli määrab selle funktsionaalseid rühmi.Reaktsioonid võivad olla seotud ühe hüdroksüülasendaja või mõlemad, sõltuvalt protsessi tingimused.Peamine erinevus reaktsioonivõime on see, et kuna seal on polühüdriidalkoholi hüdroksiidarv ja nende vastastikune mõju on tugevam happeliste omadustega kui ühevalentsed "eakaaslased."Seetõttu reaktsioonid leelisega tooted on soola (glükool - glükolaadid Glütserooli - glycerate).
keemilisi omadusi etüleenglükooli samuti glütserool, reaktsioon hõlmab kõiki liiki monoalkoholid.Glycol annab täieliku ja osaliste estritega reaktsioonidest ühealuseliste hapete, glükolaadid vastavalt moodustuvad leelismetallidega ja keemilist protsessi tugevate hapete või soolade vabastatakse aldehüüdi äädikhape - tänu lõhustamisel molekulid vesinikuaatom.
reageerib aktiivne metall
reaktsioon etüleenglükooli aktiivne metall (seistes pärast vesiniku keemilise seeria pinge) kõrgel temperatuuril annab etüleenglükooli metallist pluss vesiniku vabaneb.
C2H4 (OH) 2 + H → S2N4O2H, kus X - aktiivse kahevalentse metalli.
kvalitatiivne reaktsioon etüleeni
polüoolist eristada muu vedelik, mida saab kasutada visuaalset reaktsioonid omapärane selle ühendite klassi.Selleks, värvitu lahus valati alkoholist sadestati hüdroksiidi vask (2), millel on iseloomulik sinine värv.Koostoime segatud komponendi osas ning sademe lahustamine küllastunud lahus värvimist sinine värv - tekkimise tõttu vase glükolaati (2).
Polümerisatsiooni
keemilised omadused etüleenglükooli on olulised tootmiseks lahusteid.Molekulidevahelised dehüdratsiooni aine, mis on vee elimineerimine igast kahest molekulist glükooli ja nende edasine assotsiatsiooni (ühe hüdroksüülrühmaga lõhustatakse täielikult ning muudest jäätmetest üksnes vesinik), võimaldab saada unikaalne orgaanilise lahusti - dioksaan, mida sageli kasutatakse orgaanilises keemias,vaatamata oma kõrge toksilisus.
Exchange hüdroksüül- halogeen-
Reaktsioonis etüleenglükooli vesinikhalüdhapete täheldatud et hüdroksüülrühmade asendamisel vastava halogeen.Asenduse määr sõltub molaarne kontsentratsioon vesinikhaliidi reaktsioonisegus:
HO-CH2-CH2-OH + X → 2NH-CH2-CH2-X, kus X - kloor või broom.Estrite valmistamine
reaktsioonides etüleeni lämmastikhappega (konkreetne sisalduse) ja ühealuseliste orgaanilised happed (metaanhape, äädik-, karnevali, palderjanhapete ja t. D.) moodustumine keeruline ja seega monoeetrid.Teiste kontsentratsiooni lämmastikhape - di- ja trinitroefirov glükooli.Nagu katalüsaator, väävelhape kasutatakse etteantud kontsentratsiooniga.
Critical glükool derivaadid
väärtuslikke aineid, mida on võimalik saada mitmealuselised alkoholid lihtsate keemiliste reaktsioonide (nagu eespool kirjeldatud), eetrid etüleenglükooli.Nimelt monomethyl ja monoetüül mille valemid - HO-CH2-CH2-O-CH3 ja HO-CH2-CH2-O-C2H5, vastavalt.Keemilised omadused, nad on palju nagu glükoolid, kuid nagu iga teine ühendite klassi on unikaalne reaktsiooni tunnused, mis on ainulaadne neile:
- Monometiletilenglikol on vedelik ilma värvi, kuid millel on iseloomulik vastik lõhn, keeb 124, 6 kraadi, ning lahustati etanoolis ja muud orgaanilised lahustid ja vesi on oluliselt rohkem lenduv kui glükooli ja tihedus on väiksem vee omast (umbes 0,965 g / cm3).
- Dimetiletilenglikol - vedelikuna, kuid vähem iseloomuliku lõhnaga, tihedus 0,935 g / cm3, temperatuur keeva 134 kraadi üle nulli ja lahustuvus, võrreldes eelmise homoloog.
taotlemine cellosolve - üldiselt nn mono etüleenglükooli - üsna tavaline.Neid kasutatakse reaktiividena ja lahusteid orgaanilise sünteesi.Kohaldatakse ka nende füüsikalised omadused ja korrosiooni lisandite anticrystallization antifriisi ja mootoriõli.
Rakendused ja hindade tootesarjad
kulude tehaseid ja ettevõtteid, kes tegelevad tootmise ja müügiga selliseid kemikaale, ulatub keskmiselt umbes 100 rubla kilogrammi selliseid keemilisi ühendeid kui etüleenglükooli.Hind sõltub aine puhtuse ja maksimaalne protsent soovitud toote.
kasutamine etüleenglükooli ei piirdu suvalisele ala.Seega, selle kasutamist toorainena tootmise orgaaniliste lahustite ja sünteetilise vaigu kiududest, vedelad, blokeerimise madalatel temperatuuridel.Ta on osalenud paljudes tööstusharudes nagu auto-, lennundus-, farmaatsia-, elektri-, nahk, tubakas.Olgem ausad kaalu selle tähtsust orgaanilise sünteesi.
oluline meeles pidada, et glükool - mürgine ühend, mis võib põhjustada korvamatut kahju inimeste tervisele.Seetõttu hoitakse suletud mahutites valmistatud alumiiniumist või terasest vabatahtlik sisemine kiht kaitseb tank korrosiooni, püstiasendis ja toad ei ole varustatud küttesüsteemid, kuid hea ventilatsiooni.Periood - mitte rohkem kui viis aastat.
