paling terkenal dan digunakan dalam kehidupan manusia dan zat industri milik kategori poliol - adalah etilena glikol dan gliserol.Studi mereka dan penggunaan mulai beberapa abad yang lalu, namun sifat-sifat senyawa organik dalam banyak cara yang unik dan unik yang membuat mereka sangat diperlukan untuk hari ini.Poliol digunakan dalam banyak sintesis kimia, industri dan bidang aktivitas manusia.
pertama "kenalan" dengan etilena glikol dan sejarah gliserol memproduksi
Pada tahun 1859, melalui proses dua-tahap interaksi Dibromoethane dengan asetat perak dan pengobatan selanjutnya dengan kalium hidroksida yang dihasilkan dalam reaksi pertama dari etilena glikol, Charles Wurtz pertama disintesis etilena glikol.Beberapa waktu kemudian metode ini dikembangkan untuk Dibromoethane hidrolisis langsung, tetapi pada skala industri di awal abad kedua puluh dihidrat alkohol 1,2-dihydroxyethane, itu - monoethylene glycol, atau glikol, di Amerika Serikat diperoleh dengan hidrolisis etilen.
Hari ini dan dalam industri dan di laboratorium menggunakan sejumlah metode lain, baru, lebih ekonomis dengan bahan baku dan energi titik pandang, dan ramah lingkungan serta penggunaan reagen yang mengandung atau melepaskan klorin, racun, karsinogen dan lainnya berbahayalingkungan dan substansi manusia berkurang dengan perkembangan "hijau" kimia.
Aptekar Carl Wilhelm Scheele pada tahun 1779 dibuka gliserol, dan terutama komposisi senyawa dipelajari pada tahun 1836 Theophile Jules Pelouse.Dua dekade kemudian ditemukan dan membumi struktur molekul triatomik alkohol dalam tulisan-tulisan Pierre Eugene Berthelot Marseleya dan Charles Wurtz.Akhirnya, bahkan dua puluh tahun setelah Charles Friedel memiliki sintesis total gliserol.Saat ini, industri menggunakan dua metode untuk persiapan: melalui alil klorida dari propilena melalui akrolein juga.Sifat kimia etilengilikolya sebagai gliserin banyak digunakan di berbagai bidang industri kimia.Struktur
dan struktur senyawa
Di jantung molekul adalah kerangka hidrokarbon tak jenuh etilena, yang terdiri dari dua atom karbon, di mana ada kesenjangan dari ikatan rangkap.Di ruang dikosongkan pada valensi atom karbon bergabung dengan dua kelompok hidroksil.Formula etilena - C2H4, setelah koneksi pecah keran dan lampiran dari kelompok hidroksil (beberapa langkah), sepertinya C2H4 (OH) 2.Itulah etilena glikol.Molekul etilen
ditandai dengan struktur linear, sedangkan alkohol dihidrat adalah jenis trans-konfigurtsii dalam penempatan gugus hidroksil sehubungan dengan kerangka karbon dan satu sama lain (seperti istilah ini sepenuhnya berlaku untuk situasi sehubungan dengan ikatan rangkap).Dislokasi tersebut sesuai dengan lokasi yang jauh dari hidrogen dari gugus fungsional, lebih sedikit energi, dan karena itu - stabilitas maksimum sistem.Sederhananya, satu OH-kelompok "terlihat", dan lain - turun.Pada saat yang sama adalah senyawa tidak stabil dengan dua gugus hidroksil: dengan satu atom karbon untuk membentuk campuran reaksi, mereka segera mengeringkan lewat ke aldehida.
klasifikasi afiliasi sifat
kimia ethylene glycol ditentukan oleh asal-usulnya dari kelompok poliol, yaitu subkelompok diol, yaitu senyawa dengan dua gugus hidroksil pada atom karbon yang berdekatan.Substansi, juga mengandung beberapa OH-substituen adalah dan gliserol.Memiliki tiga kelompok fungsional dan alkohol adalah wakil yang paling umum dari subclass-nya.
Banyak senyawa dalam kelas ini juga disiapkan dan digunakan dalam industri kimia untuk berbagai sintesis dan keperluan lainnya, tetapi penggunaan ethylene glycol memiliki skala yang lebih serius, dan terlibat dalam hampir semua industri.Ini akan dibahas lebih rinci di bawah.Ciri-ciri fisik
Penerapan etilena karena kehadiran sejumlah sifat yang melekat dalam alkohol polihidrat.Fitur ini khas yang unik untuk kelas ini senyawa organik.
paling penting dari sifat - adalah kemampuan terbatas untuk bergaul dengan H2O.Air + glikol memberikan solusi dengan fitur unik: suhu titik bekunya, tergantung pada konsentrasi diol di bawah 70 derajat, dari distilat murni.Hal ini penting untuk dicatat bahwa ketergantungan ini adalah nonlinear, dan mencapai glikol kuantitatif tertentu dimulai efek sebaliknya - suhu beku meningkat dengan persentase zat terlarut.Fitur ini telah diterapkan dalam produksi berbagai cairan antibeku "nezamerzaek" yang mengkristal pada karakteristik termal yang sangat rendah dari lingkungan.
Kecuali dalam air, proses pelarutan berlangsung dengan baik dalam alkohol dan aseton, tetapi tidak diamati dalam parafin, benzena, eter dan karbon tetraklorida.Tidak seperti leluhur alifatik yang - zat gas seperti etilena glikol, etilena glikol - sebuah manis, yang jelas, dengan nada sedikit cairan kuning, rasa manis, dengan bau seperti biasanya hampir non-volatile.Pembekuan terjadi pada seratus persen dari etilena glikol - 12,6 derajat Celsius, dan mendidih - di 197,8.Dalam kondisi normal, densitas 1.11 g / cm3.
Metode untuk memproduksi ethylene glycol dapat diperoleh dalam beberapa cara, beberapa dari mereka saat ini hanya memiliki nilai sejarah atau preparatif, dan lain-lain secara aktif digunakan oleh seseorang pada skala industri, dan tidak hanya.Berikut dalam urutan kronologis, mari kita anggap paling penting.
telah dijelaskan oleh metode pertama menghasilkan etilena Dibromoethane.Formula etilena ikatan ganda rusak, dan valensi bebas ditempati oleh halogen, - bahan awal utama dalam reaksi ini - di samping karbon dan hidrogen dalam struktur memiliki dua atom bromin.Pembentukan senyawa antara dalam tahap pertama dari proses ini adalah mungkin hanya karena belahan dada mereka, yaitu. E. Penggantian kelompok asetat, yang pada hidrolisis lanjut dikonversi menjadi alkohol.
Selama pengembangan lebih lanjut dari ilmu pengetahuan telah menjadi mungkin untuk memproduksi etilen dengan hidrolisis langsung dari setiap ethanes diganti dengan dua halogen pada atom karbon yang berdekatan, dengan larutan air dari logam alkali karbonat atau kelompok (kurang reagen lingkungan) H2O dan timbal dioksida.Reaksi cukup "memakan waktu" dan terjadi hanya pada temperatur yang jauh lebih tinggi dan tekanan, tapi itu tidak menghentikan orang Jerman selama perang dunia menggunakan metode ini untuk produksi etilena di skala industri.
peran dalam pengembangan kimia organik telah memainkan metode produksi etilena glikol dari batubara dengan garam logam alkali hidrolisis kelompok.Dengan meningkatkan suhu reaksi 170 derajat yield mencapai 90%.Tapi ada kelemahan signifikan - glikol entah bagaimana dihapus dari larutan garam, yang secara langsung berhubungan dengan sejumlah kesulitan.Para peneliti memecahkan masalah ini dengan mengembangkan metode dengan bahan awal yang sama, tetapi dengan memecah proses menjadi dua tahap.
etilenglikolatsetatov Hidrolisis, sebagai tahap akhir dari metode sebelumnya Wurtz, menjadi cara yang terpisah, ketika berhasil mendapatkan bahan awal oleh oksidasi etilena dalam asam asetat dengan oksigen, yaitu, tanpa menggunakan mahal dan tidak berbahaya sama sekali senyawa halogen.
juga dikenal banyak metode produksi etilena glikol dengan hidroperoksida oksidasi, peroksida, peracids organik dengan adanya katalis (senyawa osmium), potasium klorat, dan lain-lain. Ada juga metode elektro-kimia dan radiasi.Karakteristik
sifat kimia umum
sifat kimia ethylene glycol ditentukan oleh kelompok fungsional.Reaksi mungkin terlibat satu hidroksil substituen atau keduanya, tergantung pada kondisi proses.Perbedaan utama dalam reaktivitas adalah bahwa karena kehadiran dalam jumlah hidroksil alkohol polihidrat dan pengaruh timbal balik mereka sifat asam kuat dari monovalen "rekan-rekan."Oleh karena itu, reaksi dengan produk alkali adalah garam (glikol - glycolates untuk gliserol - glycerate).
Sifat kimia ethylene glycol serta gliserol, reaksi mencakup semua kategori alkohol monohidrat.Glikol memberikan ester lengkap dan parsial dalam reaksi dengan asam monobasa, glycolates, masing-masing, yang dibentuk dengan logam alkali dan dengan proses kimia dengan asam kuat atau garamnya dirilis aldehida asam asetat - karena pembelahan molekul dari atom hidrogen.
Bereaksi dengan logam aktif
reaksi etilena glikol dengan logam aktif (berdiri setelah hidrogen dalam ketegangan seri kimia) pada suhu yang tinggi memberi logam glikol etilena ditambah hidrogen dilepaskan.
C2H4 (OH) 2 + H → S2N4O2H, di mana X - logam divalen aktif.
kualitatif reaksi etilen
poliol dibedakan dari cairan lain Anda dapat menggunakan reaksi visual yang khas kelas ini senyawa.Untuk tujuan ini, larutan tidak berwarna dituangkan alkohol diendapkan hidroksida tembaga (2) memiliki warna biru khas.Interaksi komponen campuran diamati dan pembubaran endapan dalam warna jenuh solusi pewarnaan biru - karena pembentukan glikolat tembaga (2).
Polimerisasi
sifat kimia ethylene glycol yang penting untuk produksi pelarut.Dehidrasi antarmolekul substansi, yaitu penghapusan air dari masing-masing dua molekul glikol dan asosiasi selanjutnya mereka (salah satu gugus hidroksil yang memisahkan diri sepenuhnya, dan dari limbah lain hanya hidrogen), memungkinkan untuk mendapatkan pelarut organik yang unik - dioksan, yang sering digunakan dalam kimia organik,meskipun toksisitas yang tinggi.
Efek hidroksil oleh halogen
Dalam reaksi etilena glikol dengan asam halida diamati menggantikan gugus hidroksil dari halogen masing-masing.Derajat substitusi tergantung pada konsentrasi molar hidrogen halida dalam campuran reaksi:
HO-CH2-CH2-OH + X → 2NH-CH2-CH2-X, dimana X - kloro atau bromo.Persiapan ester
Dalam reaksi etilena dengan asam nitrat (konsentrasi tertentu) dan asam organik monobasa (format, asetat, propionat, karnaval, valerat dan t. D.) Pembentukan kompleks dan, sesuai, monoethers.Dengan konsentrasi lain dari asam nitrat - di- dan trinitroefirov glikol.Sebagai katalis, asam sulfat digunakan konsentrasi yang telah ditentukan.
derivatif glikol Kritis
zat berharga, yang diperoleh dari alkohol polihidrat oleh reaksi kimia sederhana (seperti dijelaskan di atas), adalah eter dari etilena glikol.Yaitu monomethyl dan monoetil yang formula - HO-CH2-CH2-O-CH3 dan HO-CH2-CH2-O-C2H5, masing-masing.Sifat kimia, mereka banyak seperti glikol, tapi, sama seperti kelas lain senyawa memiliki karakteristik reaksi unik yang unik untuk mereka:
- Monometiletilenglikol adalah cairan tanpa warna, tapi dengan bau menjijikkan karakteristik, mendidih pada 124, 6 derajat Celsius, baik dilarutkan dalam etanol dan pelarut organik lainnya dan air secara signifikan lebih stabil daripada glikol, dan kepadatan kurang dari itu air (sekitar 0,965 g / cm3).
- Dimetiletilenglikol - sebagai cairan, tapi bau kurang karakteristik, kepadatan 0,935 g / cm3, suhu mendidih 134 derajat di atas nol dan kelarutan, relatif terhadap homolog sebelumnya.
Aplikasi cellosolve - pada umumnya, disebut mono ethylene glycol - cukup umum.Mereka digunakan sebagai reaktan dan pelarut dalam sintesis organik.Juga berlaku untuk sifat fisik dan aditif anti-korosi pada anticrystallization antibeku dan oli motor.
Aplikasi dan harga dari seri produksi pabrik biaya
dan perusahaan yang bergerak di bidang produksi dan penjualan bahan kimia seperti, berkisar dari rata-rata sekitar 100 rubel per kilogram senyawa kimia seperti etilena glikol.Harga tergantung pada kemurnian zat dan persentase maksimum dari produk yang diinginkan.
Penggunaan etilena glikol tidak terbatas pada satu daerah.Dengan demikian, dalam penggunaannya sebagai bahan baku dalam produksi pelarut organik dan serat resin sintetis, cair, pembekuan pada suhu rendah.Dia terlibat dalam banyak industri seperti otomotif, penerbangan, farmasi, listrik, kulit, tembakau.Mari kita hadapi itu berat pentingnya untuk sintesis organik.
penting untuk diingat bahwa glikol - senyawa beracun yang dapat menyebabkan kerusakan permanen kesehatan manusia.Oleh karena itu, disimpan dalam wadah tertutup yang terbuat dari aluminium atau baja dengan lapisan dalam opsional melindungi tangki dari korosi, dalam posisi tegak, dan kamar tidak dilengkapi dengan sistem pemanas, tetapi dengan ventilasi yang baik.Periode - tidak lebih dari lima tahun.
