slavenākajiem un izmanto cilvēka dzīvē un rūpniecības vielas, kas pieder pie kategorijas poliolu - ir etilēnglikola un glicerīna.Viņu pētījums un izmantošana sākās pirms vairākiem gadsimtiem, bet īpašības šo organisko savienojumu, kas daudzējādā ziņā unikāls un neatkārtojams, kas padara tos obligāti līdz pat šai dienai.Par polioli izmanto daudzās ķīmiskā sintēze, nozarēm un darbības sfērās.
pirmais "iepazīšanās" ar etilēnglikolu un glicerīns vēsture ražo
1859.gadā, izmantojot divpakāpju procesā mijiedarbības dibrometāna ar sudraba acetātu un turpmāko ārstēšanu ar kālija hidroksīdu ražota pirmajā reakcijā etilēnglikola, Charles Wurtz pirmais sintezēti etilēnglikolu.Kādu laiku vēlāk metode tika izstrādāta, lai nodrošinātu tiešu hidrolīzes dibrometāna, bet rūpnieciskā mērogā sākumā divdesmitajā gadsimtā dihidrofenolu alkohola 1,2-dihydroxyethane, tas - monoetilēna glycol vai glikola, Amerikas Savienotajās Valstīs tika iegūta, hidrolīzes etilēna.
Šodien un šajā nozarē un laboratorijā izmanto vairākas citas metodes, jaunu, ekonomiskāku ar izejvielu un enerģētikas viedokļa, un videi draudzīgu, kā arī par reaģentu izmantošanu, kas satur vai izdala hloru, toksīni, kancerogēnus un citas bīstamasvide un cilvēku viela tiek samazināts ar attīstību, "zaļās" ķīmijas.
Aptekar Carl Wilhelm Scheele 1779 atvēra glicerīnu, un jo īpaši savienojuma studēja 1836 Théophile Žila Pelouse sastāvs.Divus gadus vēlāk tika noskaidrots, un pamatota triatomic molekulāro struktūru alkohola rakstos Pierre Eugene Bertelo Marseleya un Charles Wurtz.Visbeidzot, pat divdesmit gadus pēc Kārļa Friedel bija kopējais sintēzi glicerīna.Pašlaik nozare izmanto divas metodes tās sagatavošanai: izmantojot alilhlorīda no propilēna caur akroleīna kā arī.Ķīmiskās īpašības etilengilikolya kā glicerīns tiek plaši izmantota dažādās jomās ķīmiskajā rūpniecībā.
struktūra un struktūra savienojuma
centrā molekulas ir nepiesātinātie ogļūdeņradis skelets etilēna, kas sastāv no diviem oglekļa atomiem, kurā tur bija plaisa par divkāršo saiti.Uz divas brīvās telpas pie valence oglekļa atomu, kas savienotas ar divām hidroksilgrupām.Formula etilēns - C2H4, pēc pārrāvuma jaucējkrāns pieslēgumu un stiprinājuma hidroksilgrupu (dažus soļus), tas izskatās C2H4 (OH) 2.Tas ir etilēnglikola.
etilēna molekulām ar lineāru struktūru, bet dihidrofenolu alkohols ir sava veida trans-konfigurtsii izvietošanu hidroksilgrupām attiecībā uz oglekļa skeletu un pret otru (kā termins ir pilnībā piemērojama situācijas attiecībā uz dubultsaites).Šāda dislokācija atbilst attālo vietu ūdeņraža atoms funkcionālajām grupām, mazāku enerģiju, un līdz ar to - maksimālo sistēmas stabilitāti.Vienkārši sakot, viens OH-grupa "izskatās" uz augšu, un no otras puses - uz leju.Tajā pašā laikā ir nestabils savienojums ar divām hidroksilgrupām: ar vienu oglekļa atomu, lai iegūtu reakcijas maisījumu, tie nekavējoties atūdeņot veidā uz aldehīdu.
klasifikācija piederība
ķīmiskās īpašības etilēnglikola nosaka tā izcelsmes no grupas poliolu, proti apakšgrupām diola, ti, savienojumiem, ar divām hidroksilgrupām-atlikumiem pie blakus esošiem oglekļa atomiem.Viela, satur arī vairākas OH-aizvietotājs ir un glicerīna.Tai ir trīs funkcionālās grupas, un alkohols ir visbiežāk pārstāvis tās apakšklases.
Daudzi no savienojumu šajā klasē ir arī sagatavoti un izmanto ķīmiskajā rūpniecībā dažādu sintēzes un citiem mērķiem, bet izmantot etilēnglikola ir vairāk nopietna skalu, un ir iesaistīts praktiski visās nozarēs.Tas tiks apspriests sīkāk.
Fizikālās īpašības
Pieteikums etilēna klātbūtnes dēļ no vairākiem īpašumiem, kas raksturīgi ar ūdeņraža atomus alkoholu.Šī īpatnības, kas ir unikāla šajā klasē organisko savienojumu.
svarīgākais īpašību - ir neierobežots spēja sajauc ar H2O.Ūdens + glikola sniedz risinājumu ar unikālu funkciju: temperatūru tā sasalšanas punktu, atkarībā no koncentrācijas zem 70 grādiem no diola, nekā tīra destilātu.Ir svarīgi atzīmēt, ka šī atkarība ir nelineāra, un sasniedz noteiktu kvantitatīvu glycol sākas pretējs efekts - temperatūru iesaldēšanas palielinās līdz ar procentuālo izšķīdušās vielas.Šī funkcija ir piemērota dažāda antifrīzu šķidrumu "nezamerzaek", kas kristalizēties par ļoti zemu siltuma īpašībām vidē.
Izņemot ūdenī, likvidēšanas process norit labi, alkoholu un acetonu, bet nav novērotas parafīna, benzols, ētera un tetrahloroglekļa.Atšķirībā no tā sencis alifātisku - gāzveida vielas, piemēram, etilēnglikolu, etilēnglikolu - sīrupains, skaidrs, ar nelielu nokrāsu dzeltens šķidrums, saldena garša, ar neraksturīgu smaržu ir gandrīz nav gaistošas.Sasaldēšana notiek simts procentiem no etilēnglikola - 12,6 grādi pēc Celsija, un vārīšanās - pie 197.8.Parastos apstākļos, blīvums ir 1,11 g / cm3.
metodes ražo etilēnglikolu var iegūt vairākos veidos, daži no viņiem šodien ir tikai vēsturiska vai hroma- vērtību, un citi, ko persona tiek aktīvi izmantotas rūpnieciskā mērogā, un ne tikai.Pēc hronoloģiskā secībā, ļaujiet mums apsvērt vissvarīgākais.
jau aprakstīja pirmo metodi iegūtu etilēnu dibrometāna.Formula etilēna divkāršā saite ir bojāta, un brīva valence aizņem halogēna atomiem, - galvenais sākuma materiāls šajā reakcijā - papildus oglekļa un ūdeņraža, ko tā struktūrā ir divas broma atomiem.Par starpprodukta savienojuma pirmajā procesa posmā veidošanās ir iespējama tikai tāpēc, ka to šķelšanās, ti. E. nomaiņa acetāta grupu, kas pēc turpmākas hidrolīzes pārvērš spirtā.
tālākai attīstībai zinātņu laikā ir kļuvis iespējams, lai iegūtu etilēnu ar tiešu hidrolīzes jebkādas ethanes aizvietoti ar divām halogēniem uz blakus esošiem oglekļa atomiem, ar ūdens šķīdumiem sārmu metālu karbonātu vai grupā (videi mazāk reaģentu) H2O un svina dioksīdu.Reakcija ir diezgan "laikietilpīgs" un notiek tikai daudz augstāku temperatūru un spiedienu, taču laikā pasaules karu neapturēja vāciešus izmantot šo metodi ražošanai etilēna rūpnieciskā mērogā.
lomu attīstībā organiskās ķīmijas ir bijusi ražošanas metodi etilēnglikolu no oglēm ar hidrolīzes sārmu metālu sāļiem grupas.Palielinot reakcijas temperatūru līdz 170 grādiem ienesīgums sasniedza 90%.Bet tur bija būtisks trūkums - glikola kaut kādā veidā bija izņemti no sāls šķīduma, kas ir tieši saistīta ar vairākām grūtībām.Pētnieki atrisināt šo problēmu, izstrādājot metodi ar tādu pašu izejmateriāla, bet salaužot procesu divos posmos.
etilenglikolatsetatov hidrolīze, kā pēdējā posmā metodi iepriekš Wurtz, kļuva par atsevišķu ceļu, kad izdevās iegūt izejmateriāls, oksidējot, etilēna etiķskābes ar skābekli, tas ir, neizmantojot dārgas un nav nekaitīgs visos halogēnu savienojumus.
zināms arī daudzas metodes, ar etilēnglikolu ar oksidācijas hydroperoxides, peroksīdu, organisko peroksiskābes klātbūtnē katalizatoru (osmijs savienojumi), kālija hlorāta, un citi. Ir arī electro-ķīmiskie un radiācijas metodes.
raksturojums kopējā ķīmiskās īpašības
ķīmiskās īpašības etilēnglikolu nosaka tās funkcionālajām grupām.Šīs reakcijas var tikt iesaistīta vienu hidroksilgrupu aizvietotājs, vai abas, atkarībā no procesa apstākļiem.Galvenā atšķirība reaktivitāte ir tā, ka, pateicoties klātbūtni ūdeņraža atomus alkohola hidroksilgrupu skaita un to savstarpējā ietekme ir spēcīgāki skābās īpašības nekā monovalentajām "vienaudžiem."Tāpēc, reakcijas ar sārmu produktiem ir sāls (glikola - glycolates glicerīna - glycerate).
ķīmiskajām īpašībām etilēnglikolu kā arī glicerīns, reakcija ietver visas vienvērtīgie spirti kategorijas.Glikola dod pilnīgu un daļēju esteru, kas reakcijās ar vienvērtīgajiem skābēm, glycolates, attiecīgi, ir izveidotas ar sārmu metālu un ar ķīmisku procesu, ar stipras skābes vai to sāļi atbrīvo aldehīda etiķskābi - dēļ šķelšanu molekulas ar tādu ūdeņraža atoma.
Reaģē ar aktīvo metālu
reakcijā etilēnglikolu ar aktīvajiem metāliem (stāv pēc ūdeņradi ķīmiskā sērijas spriedzes) paaugstinātā temperatūrā dod etilēnglikola metāla plus ūdeņradis tiek atbrīvota.
C2H4 (OH) 2 + H → S2N4O2H, kur X - aktīvā divvērtīgs metāls.
Kvalitatīvs reakcija uz etilēna
poliolu atšķirt no jebkura cita šķidruma jūs varat izmantot vizuālās reakcijas raksturīgās šīs grupas savienojumiem.Lai to panāktu, bezkrāsas šķīdumu izlēja alkohola izgulsnē hidroksīda ar vara (2), kam raksturīga zilā krāsā.Tiek ievērots no sajaukto sastāvdaļu mijiedarbība un likvidēšana nogulsnes piesātināts šķīdums krāsošanas zilā krāsā - dēļ veidojas vara glikolāts (2).
Polimerizācijas
ķīmiskās īpašības etilēnglikolu ir svarīgi ražošanai šķīdinātāju.Bezgalīgās dehidratācija vielas, kas ir likvidēt ūdeni no katra no divām molekulām glikola un to turpmākā apvienības (viena hidroksilgrupa ir sadalīts off pilnībā, un no citiem atkritumiem tikai ūdeņraža), ļauj iegūt unikālu organisko šķīdinātāju - dioksānu, ko bieži izmanto organiskajā ķīmijā,neskatoties uz savu augsto toksicitāti.
maiņa hidroksilgrupa ar halogēna
reakcijā etilēna glikola ar hydrohalic skābēm novērota aizvietojot hidroksilgrupas būtisku attiecīgo halogēna.Par aizvietošanas pakāpe ir atkarīga no molāro koncentrāciju ūdeņraža halogenīdu ar reakcijas maisījumā:
HO-CH2-CH2-OH + X → 2NH-CH2-CH2-X, kur X - hlora atoms vai broma atoms.Sagatavošana esteru
In reakciju etilēna ar slāpekļskābes (īpaša koncentrācija) un vienvērtīgajiem organiskās skābes (skudrskābes, etiķskābes, propionskābi, karnevāls, valeric un D t.) No kompleksa veidošanās un, attiecīgi, monoethers.Ar citiem koncentrācijas slāpekļskābes - di- un trinitroefirov glikolu.Kā katalizatora, sērskābe tiek izmantota iepriekš noteiktu koncentrāciju.
Kritiskā glikola atvasinājumi
vērtīgas vielas, kas iegūstama no daudzvērtīgo spirtu ar vienkāršu ķīmisku reakciju (kā aprakstīts iepriekš), ir ēteri etilēnglikola.Proti monometilēteris un monoetilēteris, kura formula - HO-CH2-CH2-O-CH3 un HO-CH2-CH2-O-C2H5, attiecīgi.Ķīmiskās īpašības, tie ir daudz, piemēram, glikolu, bet, tāpat kā jebkura cita klase savienojumiem ir unikālas reakcijas īpašības, kas ir unikāla ar tiem:
- Monometiletilenglikol ir šķidrums bez krāsas, bet ar raksturīgu smaržu pretīgi, vārās 124, 6 grādi pēc Celsija, labi izšķīdināta etanolā un citu organisko šķīdinātāju un ūdeni, ir ievērojami vairāk gaistošo nekā glikola, un kuru blīvums ir mazāks nekā ūdenim (apmēram 0,965 g / cm3).
- Dimetiletilenglikol - kā šķidrums, bet mazāk raksturīgu smaržu, blīvums 0,935 g / cm3, temperatūra vārot 134 grādus virs nulles un šķīdību, salīdzinot ar iepriekšējo homologu.
Application cellosolve - vispār, tā saukto mono etilēnglikola - ir diezgan bieži.Tos izmanto kā reaģentu un šķīdinātāju organiskajā sintēzē.Arī uz to fizikālajām īpašībām un pretkorozijas piedevām anticrystallization antifrīzu un motoreļļu.
Pieteikumi un cenu noteikšanu pēc ražošanas sērijas
izmaksu rūpnīcām un uzņēmumiem, kas nodarbojas ar ražošanu un pārdošanu šādu ķīmisko vielu, svārstās no vidēji apmēram 100 rubļu kilogramā šādu ķīmisko savienojumu kā etilēnglikolu.Cena ir atkarīga no vielas tīrību un maksimālo procentuālo daļu vēlamo produktu.
Par etilēnglikola lietošana ir ne tikai vienā apgabalā.Tādējādi, tā izmantošanu kā izejvielu ražošanā organisko šķīdinātāju un sintētisko sveķu šķiedras, šķidrumā, sasalšanas pie zemām temperatūrām.Viņš ir iesaistīts daudzās nozarēs, piemēram, automobiļu, aviācijas, farmācijas, elektrisko, ādas, tabakas.Atzīsim svaru tās svarīgumu organiskajā sintēzē.
svarīgi atcerēties, ka glikola - toksisku savienojumu, kas var radīt neatgriezenisku kaitējumu cilvēka veselībai.Tāpēc tiek uzglabāti slēgtos konteineros, kas izgatavoti no alumīnija vai tērauda ar izvēles iekšējo slāni pasargā tvertni no korozijas, vertikālā stāvoklī, un telpas nav aprīkotas ar apkures sistēmu, bet ar labu ventilāciju.Periods - ne vairāk kā piecus gadus.
