Реферат: Этилен и его производные в промышленном органическом синтезе
на применении в качестве исходного продукта окиси этилена.
Окись этилена можно отнести к числу таких же "строительных кирпичей" в органическом синтезе, как формальдегид, ацетилен и некоторые другие соединения. Окись этилена получена впервые в 1857 году французским химиком Вьюрцем, но практическое использование её интересных химических свойств началось тогда, когда сам этилен стал более доступным продуктом. Работы П.В. Зимакова с сотрудниками по окиси этилена послужили основой для организации в нашей стране целого ряда новых отраслей промышленности.
Окись этилена при обычных условиях представляет собой газ, легко сгущающийся в бесцветную жидкость с t°кип. =13,5°С, имеющую эфирный, немного резкий запах и жгучий вкус. Смешивается с водой и спиртом в любых отношениях, вступая с ним во взаимодействие. Это нейтральное вещество, обладающее весьма высокой реакционной способностью, которая связана с особенностями в строении молекулы - наличием трёхчленного цикла с атомом кислорода в качестве связующего звена.
Окись этилена получают двумя методами: прямым окислением этилена
 |
??2 = ??2 +
?2 360 ° С ??2 ¾??2
\ /
О
и действием щелочей на хлоргидрин этилена
 |
2????2 ??2 ?l + ??(??)2 2??2 ¾??2 +???l2 +2?2 ?
\ /
О
Главные задачи при технологическом осуществлении первого метода заключаются в выборе условий, исключающих возможность взрыва смеси этилена с кислородом и обеспечивающих образование окиси этилена в качестве главного продукта реакции.
По второму методу этилен сначала обрабатывают хлорноватистой кислотой НСlО для получения хлоргидрина, который кипячением с известковым молоком или щелочами превращается в окись этилена.
Этот процесс осуществляется в колонне с насадкой из керамических колец при температуре 70°С. Выход окиси этилена по этому методу достигает 75% от теоретического.
В присутствии слабых оснований в этой реакции образуется главным образом этиленгликоль:
 |
??2 ??-??2 ?l + N????3 ??2 ??-??2 ?? +NaCl+??2
Этиленгликоль представляет собой бесцветную жидкость, очень похожую на глицерин; он обладает сладким вкусом и почти не имеет запаха. Замерзает нечётко при температурах от -13 до -25°С, плавится около 12-17°С ниже нуля. Водные растворы этиленгликоля замерзают при сравнительно низких температурах. На этом свойстве основано применение этиленгликоля в качестве антифриза для охлаждения двигателей внутреннего сгорания.
Для получения этиленгликоля существуют три промышленных способа:
1. гидролиз этиленхлоргидрина;
2. гидролиз дихлорэтана;
3. гидратация окиси этилена.
Гидролиз дихлорэтана производится при помощи
двууглекислых солей:
 |
??2 ?l-??2 ?l +2N????3 ??2 ??-??2 ?? +2NaCl +2??2 +71???
Серьёзным недостатком способа получения этиленгликоля из дихлорэтана является трудность отделения растворов от солей в процессе упарки и отгонки этиленгликоля под вакуумом.
Наиболее удобным способом получения этиленгликоля является гидратация окиси этилена. Она производится обычно в присутствии небольших количеств (0,05%) серной кислоты в качестве катализатора. Смесь нагревается в автоклаве при температуре 100°С в течение двух часов. Получается весьма чистый этиленгликоль в виде 25%-ного раствора.
Этиленгликоль находит разнообразное применение. Он используется в приготовлении антифризов, применяемых для охлаждения моторов автомобилей и самолётов, вместо рассола в холодильных машинах и т.д. антифризы применяются для предохранения предметов от обледенения (пропеллеров самолёта). Гликоль является распространённым пластификатором для различных клеев. Наравне с глицерином он применяется в качестве смягчающего средства в полиграфическом производстве.
Из этиленгликоля приготовляют многие вещества, имеющие большое практическое значение, например динитроэтиленгликоль, эфиры с органическими кислотами, полигликоли и т.д.
Окись этилена энергично реагирует с аммиаком, давая различные этаноламины, нашедшие практическое применение.
1. Моноэтаноламин Н2 N-CH2 -CH2 OH - густая, сиропообразная, очень гигроскопическая жидкость, обладающая сильно выраженными основными свойствами.
2. Диэтаноламин NH-(CH2 -CH2 OH)2 - легко расплывающиеся и дымящие на влажном воздухе кристаллы с температурой плавления 28°С.
3. Триэтаноламин N-(CH2 -CH2 OH)3 - тяжёлая, вязкая жидкость, быстро темнеющая на воздухе. Хорошо поглощает влагу и углекислый газ.
Триэтаноламин и отчасти диэтаноламин применяют для