Interested Article - Этиленгликоль

Этилéнглико́ль ( 1,2-дигидрооксиэтан , 1,2-диоксиэтан, этандиол-1,2 ), HO—CH ₂ —CH ₂ —OH — кислородсодержащее органическое соединение , двухатомный спирт , один из представителей полиолов ( многоатомных спиртов ). В очищенном виде представляет собой прозрачную бесцветную жидкость слегка маслянистой консистенции. Не имеет запаха и обладает сладковатым вкусом.

Не проявляет коррозионной активности к алюминию и нержавеющим сталям . Вещество токсично, взрыво- и пожароопасно. Случайный приём внутрь этиленгликоля в больших концентрациях может привести к отравлению .

История открытий и производства

Этиленгликоль впервые был получен в 1859 году французским химиком Вюрцем из диацетата этиленгликоля омылением гидроксидом калия и в 1860-м гидратацией этиленоксида . Он не находил широкого применения до Первой мировой войны , когда в Германии его стали получать из дихлорэтана для использования в качестве замены глицерина при производстве взрывчатых веществ.

В США полупромышленное производство начато в 1917 году через этиленхлоргидрин . Первое крупномасштабное производство начато с возведением завода в 1925 году около Саут Чарлстона ( Западная Вирджиния , США) компанией « Carbide and Carbon Chemicals Co. » ( ). К 1929 году этиленгликоль использовался практически всеми производителями динамита .

В 1937 компания Carbide начала первое крупномасштабное производство, основанное на газофазном окислении этилена до этиленоксида . Монополия компании Carbide на данный процесс продолжалась до 1953 года.

Получение

В промышленности этиленгликоль получают путём гидратации оксида этилена при 10 атм и 190‒200 °С или при 1 атм и 50‒100 °С в присутствии 0,1‒0,5 % серной или ортофосфорной кислоты, достигая 90 % выхода. Побочными продуктами при этом являются диэтиленгликоль , триэтиленгликоль и незначительное количество высших полимергомологов этиленгликоля.

Применение

Благодаря низкой стоимости этиленгликоль нашёл широкое применение в технике.

Смесь этиленгликоля с водой эвтектическая , обладает существенно более низкой температурой замерзания, чем её компоненты, поэтому 60 % потребления этиленгликоля приходится на автомобильные антифризы и тормозные жидкости
- сам этиленгликоль коррозионно-пассивен, в смесь с водой для подавления её коррозионной активности добавляются ингибиторы коррозии
- при доле воды в 25 % смесь достигает наименьшей температуры замерзания в –75°С, при доле 35 % возрастает до −65 °С, при доле 40 % – до −49 °С, при доле 50 % – до −40 °С
- дополнительным удобством является повышение температуры кипения смеси
Используется как теплоноситель с содержанием не более 50 % в системах отопления (в основном в частных домах)
В качестве теплоносителя в виде раствора в автомобилях, в системах жидкостного охлаждения компьютеров;
В производстве целлофана , полиуретанов и ряда других полимеров . Это второе основное применение;
Как растворитель красящих веществ;
В органическом синтезе:

- в качестве высокотемпературного растворителя.
- для защиты карбонильной группы путём получения 1,3-диоксолана . Обработкой вещества с карбонильной группой в бензоле или толуоле этиленгликолем в присутствии кислого катализатора ( , и др.) и азеотропной отгонкой на образующейся воды. Например, защита карбонильной группы

1,3-диоксоланы могут быть получены также при реакции этиленгликоля с карбонильными соединениями в присутствии триметилхлорсилана или комплекса диметилсульфат - ДМФА 1,3-диоксалана устойчивы к действию нуклеофилов и оснований. Легко регенерируют исходное карбонильное соединение в присутствии кислоты и воды.

Как компонент противоводокристаллизационной жидкости «И» .
Для поглощения воды, для предотвращения образования гидрата метана (ингибитор гидратообразования), который забивает трубопроводы при добыче газа в открытом море. На наземных станциях его регенерируют путём осушения и удаления солей.
Этиленгликоль является исходным сырьём для производства взрывчатого вещества нитрогликоля .

Этиленгликоль также применяется:

при производстве конденсаторов
при производстве 1,4-диоксана
как теплоноситель в системах чиллер-фанкойл
в качестве компонента крема для обуви (1‒2 %)
в составе для мытья стёкол вместе с изопропиловым спиртом
при криоконсервировании биологических объектов (в крионике) в качестве криопротектора .
при производстве полиэтилентерефталата , пластика популярных ПЭТ-бутылок.

Очистка и осушение

Осушается молекулярным ситом 4А, полуводным сульфатом кальция , сульфатом натрия , Mg + I ₂ , фракционной перегонкой под пониженным давлением, азеотропной отгонкой с бензолом . Чистота полученного продукта легко определяется по плотности.

Таблица плотности водных растворов этиленгликоля, 20°С

Концентрация %	30	35	40	45	50	55	60
Плотность, г/мл	1,050	1,058	1,067	1,074	1,082	1,090	1,098

Меры безопасности

Этиленгликоль — горючее вещество. Температура вспышки паров 120 °C. Температура самовоспламенения 380 °C. Температурные пределы воспламенения паров в воздухе, °С: нижний — 112, верхний — 124. Пределы воспламенения паров в воздухе от нижнего до верхнего, 3,8‒6,4 % (по объёму).

Этиленгликоль умеренно токсичен . По степени воздействия на организм относится к веществам 3-го класса опасности.

Летальная доза при однократном пероральном употреблении составляет 100‒300 мл этиленгликоля (1,5‒5 мл/кг массы тела) . Имеет относительно низкую летучесть при нормальной температуре, пары ́ обладают не столь высокой токсичностью и представляют опасность лишь при хроническом вдыхании, однако при этом об опасности сигнализируют раздражение и кашель. Противоядием при отравлении этиленгликолем являются этанол и 4-метилпиразол .

В организме метаболизируется путём окисления до альдегида гликолевой кислоты и далее до гликолевой кислоты , которая затем распадается до муравьиной кислоты и диоксида углерода . Также он частично окисляется до щавелевой кислоты , соли которой вызывают повреждения почечной ткани и мочеточников. Этиленгликоль и его метаболиты выводятся из организма с мочой .

См. также

Примечания

↑ (англ.) : A CRC quick reference handbook — CRC Press , 1993. — ISBN 978-0-8493-4498-5
↑
name= (недоступная ссылка) , и его свойства
(неопр.) . Дата обращения: 8 января 2009. Архивировано из 13 января 2009 года.
name= (недоступная ссылка) Glycol
SYNTHESIS 1983, No 3,pp 203—205
Liebigs Annalen Chemie 1979, pp 1362—1369
(неопр.) . Дата обращения: 24 января 2018. 26 декабря 2017 года.
(неопр.) . Дата обращения: 24 января 2018. Архивировано из 15 октября 2018 года.
Е. Ю. Бонитенко и др. от 5 марта 2016 на Wayback Machine — СПб.: «Изд-во НИИХ СПбГУ», 2003 г. — Medline.Ru
Flomenbaum, Goldfrank et al. . — McGraw Hill, 2006. — С. 1460, 1465. — 2170 с. — ISBN 0071437630 .
В. Ф. Крамаренко. Токсикологическая химия. — К. : Выща шк., 1989. — 447 с. — 6000 экз. — ISBN 5-11-000148-0 .

Ссылки

от 20 ноября 2018 на Wayback Machine (рус.)
от 5 марта 2016 на Wayback Machine
от 21 ноября 2018 на Wayback Machine — Chemical Society Reviews. Issue 11, 2012, 41, 4218-4244. DOI: 10.1039/C2CS15359A