najbolj znan in se uporablja v človeškem življenju in industrijskih snovi, ki spadajo v kategorijo polioli - etilen glikol in glicerol.Njihova študija in uporaba se je začela pred več stoletji, vendar so lastnosti teh organskih spojin v marsičem edinstven in edinstven, da jih naredi nepogrešljiv za ta dan.Polioli uporabljajo v mnogih kemijskih sintez, industrije in področjih človekovega delovanja.
prvi "znanec" z etilen glikola in zgodovina glicerol proizvodnjo
Leta 1859, skozi dvostopenjskem procesu interakcije dibromoetanom s srebrnim acetat in naknadno obdelavo s kalijevim hidroksidom, proizvedenega v prvi reakciji etilen glikola, Charles Wurtz prvič sintetizirali etilen glikol.Čez nekaj časa je metoda je bila razvita za neposredno hidrolize dibromoetana, vendar v industrijskem merilu v začetku dvajsetega stoletja dvovalentnih alkohola 1,2-dihydroxyethane, da - je monoetilen glikol ali glikol, v Združenih državah Amerike, pridobljen s hidrolizo etilena.
Danes in v industriji in v laboratorijih uporabljajo še vrsto drugih metod, novih, bolj ekonomičen s surovinami in energetskega vidika, in okolju prijazno, kot tudi z uporabo reagentov, ki vsebujejo ali sproščajo klor, strupene snovi, rakotvorne snovi in drugih nevarnihokolje in človeško snov se zmanjša z razvojem "zelene" kemije.
Aptekar Carl Wilhelm Scheele leta 1779 odprli glicerol in zlasti sestava spojine študiral v 1836 Théophile Jules Pelouse.Dve desetletji kasneje je bilo ugotovljeno, in ozemljen Troatoman molekularno strukturo alkohola v spisih Pierre Eugene Berthelotom Marseleya in Charles Wurtz.Nazadnje je celo dvajset let po Charles Friedel popolno sintezo glicerola.Trenutno industrija uporablja dve metodi za njeno pripravo: s pomočjo alil klorid iz propilena prek akrolein kot dobro.Kemijske lastnosti etilengilikolya kot glicerin se pogosto uporablja v različnih področjih kemijske industrije.
struktura in struktura spojine
v središču molekule je nenasičenih ogljikovodikov okostje etilena, ki je sestavljena iz dveh atomov ogljika, v katerem je bila vrzel dvojne vezi.Na izpraznjenega prostora na valence ogljikovih atomov, povezanih preko dveh hidroksilnih skupin.Formula etilen - C2H4 po rupture pipa povezavo in pritrditve hidroksilnih skupin (nekaj korakov), izgleda, C2H4 (OH) 2.Da je etilen glikol.
etilen molekule značilna linearna struktura, medtem ko je dvovalentnih Alkohol je nekakšen trans-konfigurtsii pri umeščanju hidroksilnih skupin glede na skelet ogljika in med seboj (kar je izraz, ki v celoti uporablja za situacije glede na dvojne vezi).Takšna motnja ustreza oddaljeni lokaciji vodikov funkcionalnih skupin, manj energije, in s tem - največjo stabilnost sistema.Preprosto povedano, ena OH-skupina "izgleda" up, in drugi - dol.Hkrati so nestabilne spojine z dvema hidroksilnima skupinama: z enim ogljikovim atomom, da dobimo reakcijsko zmes, takoj dehidriramo poteka v aldehidov.
klasifikacija pripadnost
kemijske lastnosti etilen glikola, se določi po svojem izvoru iz skupine poliolov, in sicer podskupine diol, tj spojin z dvema hidroksilnimi delov na sosednjih ogljikovih atomov.Snov, vsebuje tudi več OH-substituent je in glicerol.Ima tri funkcionalne skupine in alkohola je najpogostejši predstavnik podrazred.
Veliko spojin tega razreda so prav tako pripravljeni in se uporabljajo v kemični industriji za različne sinteze in druge namene, vendar je uporaba etilenglikola ima resnejše lestvico, ki je vpleten v skoraj vseh industrijah.To bo podrobneje obravnavano v nadaljevanju.
Fizikalne značilnosti
uporabe etilena zaradi prisotnosti številnih lastnosti, ki so povezane v polihidroksialkohola.Ta posebnosti, ki so edinstvene za ta razred organskih spojin.
najpomembnejše lastnosti - je neomejena sposobnost, da se pomešajo z H2O.Voda + glikol daje raztopine z edinstveno funkcijo: temperatura njene ledišča, odvisno od koncentracije diola pod 70 stopinj, kot čiste destilata.Pomembno je omeniti, da je ta odvisnost nelinearno in doseže določeno kvantitativno glikol začne nasproten učinek - temperature zamrzovanja povečuje z odstotkom topljenca.Ta možnost je bila uporabljena v proizvodnji različnih proti zmrzovanju tekočin "nezamerzaek", ki kristalizirajo pri izjemno nizkih toplotnih značilnosti okolja.
Razen v vodo, pri čemer postopek raztapljanje poteka tudi v alkoholu in aceton, vendar niso opazili v parafin, benzen, etra in ogljikovega tetraklorida.Za razliko od svojega prednika alifatskih - plinaste snovi, kot so etilen glikola, etilen glikol - A syrupy, jasno, z rahlim odtenkom rumene tekočine, sladkobnega okusa, z dikcijo vonj je skoraj non-volatile.Zamrzovanje pojavi na sto odstotkov etilen glikola - 12,6 stopinj Celzija, in vre - na 197.8.Pod normalnimi pogoji, je gostota 1,11 g / cm3.
Metode za proizvodnjo etilen glikol je mogoče dobiti na več načinov, nekateri od njih imajo danes samo zgodovinsko ali pripravljalno vrednost, in drugi so jo oseba aktivno uporablja v industrijskem merilu, in ne samo.Po kronološkem vrstnem redu, nam menijo, da je najbolj pomembno.
smo že opisali v prvem postopku proizvodnje etilen dibromoetana.Formula etilen dvojna vez zlomljen, in prosta valenca zasedajo halogeni, - glavni izhodni material v tej reakciji - poleg ogljika in vodika v svoji strukturi ima dve atomov broma.Tvorba vmesne spojine v prvi fazi je možno le zaradi njihove cepitvi, npr. E. Zamenjava acetatnih skupin, ki ob nadaljnji hidrolizo pretvorimo v alkohol.
Pri nadaljnjem razvoju znanosti je postalo mogoče proizvajati etilena z neposrednim hidrolizo koli ethanes substituiranih z dvema halogenoma na sosednje atome ogljika, po vodne raztopine alkalijskih karbonatov ali skupine (okolju manj reagenta) H2O in svinca dioksida.Reakcija je precej "zamudno" in se pojavi le pri precej višjih temperatur in tlakov, ampak da je med obema vojnama ne ustavi Nemcem za uporabo te metode za proizvodnjo etilena v industrijskem merilu.
vlogo pri razvoju organske kemije je imela načinom proizvodnje etilenglikola iz premoga hidroliza alkalijskih soli skupine.S povečanjem reakcijsko temperaturo na 170 stopinj dobitek dosegla 90%.Vendar je bil pomembno pomanjkljivost - glikol je nekako odstrani iz raztopine soli, ki je neposredno povezano s številnimi težavami.Raziskovalci so rešili ta problem z razvojem metodo z istim izhodnega materiala, ampak ga rešuje postopek v dveh stopnjah.
etilenglikolatsetatov hidrolize, kot v zadnji fazi metodi prej Wurtz postal ločen način, ko uspel izhodnega materiala z oksidacijo etilena v ocetno kislino s kisikom, to pomeni, brez uporabe dragih in ne neškodljiva na vseh halogenskih spojin.
znan tudi mnoge načine za proizvodnjo etilen glikola s oksidacije peroksidi ipd, organskih perkislin v prisotnosti katalizatorjev (osmij spojin), kalijevega klorata, in drugi. Obstajajo tudi elektro-kemijske in sevanja metode.
skupne značilnosti kemijske lastnosti
kemijske lastnosti etilen glikola je odvisna od njenih funkcionalnih skupinah.Reakcije so lahko vključeni eno hidroksilno substituent ali oboje, odvisno od procesnih pogojev.Glavna razlika v reaktivnosti je, da zaradi prisotnosti v polivalentnega števila alkohol hidroksilno in njun medsebojni vpliv je močnejši kisle lastnosti kot monovalentna "vrstnikov."Zato, reakcije z alkalnih izdelkov so sol (glikol - glycolates na glicerol - glycerate).
Kemične lastnosti etilen glikola, kakor tudi glicerol, reakcija vključuje vse vrste enovalentnimi alkoholi.Glikol daje popolnih in delnih estrov v reakciji z enobazne kislin, glycolates, v tem zaporedju, se tvorijo z alkalnimi kovinami in s kemičnim postopkom z močnimi kislinami ali soli sprosti aldehid ocetne kisline - zaradi cepitve molekul vodikovega atoma.
Reagira z aktivnimi kovin
reakcijo etilen glikola z aktivnimi kovinami (stoje po vodikom v napetosti kemični serija) pri povišanih temperaturah daje etilen glikol kovino plus vodik sprosti.
C2H4 (OH) 2 + H → S2N4O2H, kjer je X - aktivna divalentna kovina.
Kvalitativno reakcija na etilen
polioli razlikuje od katere koli druge tekočine lahko uporabite vizualne učinke, značilne za ta razred spojin.V ta namen je bila brezbarvno raztopino zlijemo hidroksid alkohola obori bakra (2), ki ima značilno modro barvo.Interakcija mešanih sestavin se opazuje in raztapljanje oborine v nasičeno raztopino barvanja modri barvi - zaradi oblikovanja bakra glikolata (2).
Polimerizacija
kemijske lastnosti etilen glikola so pomembni za proizvodnjo topil.Medmolekulska dehidracija snovi, da je odstranitev vode iz vsakega od dveh molekul glikola in njihovo kasnejšo regija (eno hidroksilno skupino odcepimo v celoti, in od drugih odpadkov le vodika), omogoča, da dobimo enotno organsko topilo - dioksana, ki se pogosto uporablja v organski kemiji,kljub svoji visoki toksičnosti.
Izmenjava hidroksi s halogenom
V presnovo etilen glikola s halogenovodikovo kislinami opazili zamenjavi hidroksilne skupine vsakokratnega halogena.Stopnja substitucije odvisna od molske koncentracije halogenovodika v reakcijski zmesi:
HO-CH2-CH2-OH + X → 2NH-CH2-CH2-X, kjer je X - kloro ali bromo.Priprava estri
V reakcijah etilena z dušikovo kislino (specifična koncentracija) in enobazne organskih kislin (mravljična, ocetna, propionska, karneval, valeriansko in t. D.) tvorbo kompleksa, in zato monoethers.Z drugimi koncentracijami dušikove kisline - di- in trinitroefirov glikola.Kot katalizatorja, ki je uporabljena žveplova kislina predhodno določeno koncentracijo.
Kritična glikol derivati
dragocene snovi, ki se ga da dobiti iz polialkoholov s preprostimi kemijskih reakcij (kot je opisano zgoraj), so etri etilenglikola.Namreč monometil in monoetil katerih formule - HO-CH2-CH2-O-CH3 in HO-CH2-CH2-O-C2H5, oz.Kemijske lastnosti, so zelo podobna glikolov, vendar, tako kot kateri koli drugi razred spojin imajo značilnosti edinstvene učinkih, ki so edinstveni za njih:
- Monometiletilenglikol je tekočina brez barve, vendar z značilnim gnusno vonja, zavre pri 124, 6 stopinj Celzija, in raztopimo v etanolu in drugih organskih topil in vode, so bistveno bolj hlapno kot glikola, in gostoto manjšo od vode (približno 0,965 g / cm3).
- Dimetiletilenglikol - kot tekočina, vendar manj značilnim vonjem, gostoto 0,935 g / cm3, temperatura vrele 134 stopinj nad ničlo in topnost, v primerjavi s prejšnjim homolog.
Application cellosolve - na splošno, tako imenovani mono etilen glikol - je precej pogosta.Uporabljajo se kot reaktantov in topil v organski sintezi.Velja tudi za njihove fizične lastnosti in protikorozijsko dodatkov v anticrystallization proti zamrzovanju in motornega olja.
Prijave in oblikovanju cen v serijski proizvodnji
stroškovnih tovarn in podjetij, ki se ukvarjajo s proizvodnjo in prodajo takih kemikalij, se giblje od povprečja približno 100 rubljev na kilogram teh kemičnih spojin, kot etilen glikol.Cena je odvisna od čistosti snovi in najvišji odstotek želenega produkta.
Uporabe etilenglikola ni omejeno na enem področju.Tako je v njegovi uporabi kot surovina za proizvodnjo organskih topil in umetne smole vlaken, tekočine, zamrzovanje pri nizkih temperaturah.Ukvarja se v številnih panogah, kot so avtomobilski, letalski, farmacevtski, električni, usnje, tobak.Sprijaznimo se težo njenega pomena za organske sinteze.
pomembno, da se spomnimo, da je glikol - strupene spojine, ki lahko povzroči nepopravljivo škodo za zdravje ljudi.Zato se shranijo v zapečateni embalaži iz aluminija ali jekla z neobveznim notranjega sloja ščiti rezervoar pred korozijo, v pokončnem položaju, in sobe niso opremljene s sistemi za ogrevanje, vendar z dobrim prezračevanjem.Obdobje - ne več kot pet let.
