Химические свойства этиленгликоля

 Етиленгліколь

Загальні  відомості

      Етиленгліколь (гліколь; 1,2-діоксіетан; етандіол-1, 2) - найпростіший представник поліолів (багатоатомних спиртів). У очищеному вигляді є прозорою безбарвною рідина злегка маслянистої консистенції. Не має запаху і володіє солодкуватим смаком. Токсичний. Попадання етиленгліколю або його розчинів всередину організму людини може призвести до незворотних змін в організмі і до летального результату.

Історія відкриттів і виробництва

      Етиленгліколь вперше був отриманий в 1859 французьким  хіміком Вюрц з діацетату етиленгліколю омиленням гідроксидом калію і в 1860 гідратацією етиленоксиду. Він не знаходив широкого застосування до Першої світової війни, коли в Німеччині його почали отримувати з дихлоретану для використання в якості заміни гліцерину при виробництві вибухових речовин. У США напівпромислові виробництво розпочато в 1917 році через етіленхлоргідрін. Перше великомасштабне виробництво розпочато зі зведенням заводу в 1925 році близько Південного Чарлстона (західна Вірджинія, США) компанією "CarbideandCarbonChemicalsCo." До 1929 року етиленгліколь використовувався практично всіма виробниками динаміту. У 1937 кампанія Carbide початок перше великомасштабне виробництво, засноване на газофазним окисленні етилену до етиленоксиду. Монополія компанії Carbide на даний процес тривала до 1953 року. 

Хімічні властивості:

1. Етиленгліколь має всі св-вами гліколей. 
2. З лужними металами і лугами утворює гліколяти. 
3. З орг. к-тами або їх ангідридами - одно-і двозаміщений складні ефіри. 
4. СHHal - етіленгалогенгідріни НОСН₂СН₂На1. 
5. З РС1₅ - дихлоретан С1СН₂СН₂С1. 
6. З акрилонітрилом - моно-і ди (2-ціаноетіловие) ефіри етиленгліколю, соотв.HOCH₂CH₂OCH₂CH₂CN і [CH₂ (OCH₂CH₂CN)] ₂. 
7. При дегідратації - ацетальдегід (у присутності. ZnCl₂), діетиленгліколь (у присутності. NaOH) або діоксану (при нагр. У присутності. H₂SO₄), з етиленоксидом - поліетіленгліколіН (ОСН₂СН₂) _nОН. 
8. При окисленні етиленгліколю в залежності від умов та окислювача утворюється суміш гліколевого альдегіду НОСН₂СНО, гліколевої к-ти НОСН₂СООН, Гліоксаль ОНССНО, гліоксалевой к-ти ОНССООН і щавлевої к-ти; окислення мол.кіслородом призводить до пероксидів, формальдегіду, мурашиної к-ті. КМnО₄ і К₂Сr₂О₇ окислюють етиленгліколь до СО₂ і Н₂О.

Отримання

      Перше промислове виробництво етиленгліколю грунтувалося на гідролізі дихлоретану водним розчином соди при 200 ° С і тиску 10 МПа: 
С1СН₂СН₂С1 + Na₂CO₃ + Н₂О → НОСН₂СН₂ОН + 2NaCl + СО₂ 
Етиленгліколь може бути отриманий взаємодій. етиленоксиду з СО2 при т-рі 80-120 ° С і тиску 2-5 МПа у присутності. галогенідів лужних металів, амонію або амінів з послед.гідратаціей утворюється етіленкарбоната:

      Цей метод дозволяє використовувати  водний розчин етиленоксиду (1:1), вихід 97-98%

Застосування

      Завдяки своїй дешевизні етиленгліколь  знайшов широке застосування в техніці: 
• як компонент автомобільних антифризів і гальмівних рідин, що становить 60% його споживання. Суміш 60% етиленгліколю та 40% води замерзає при -45 ° С. Корозійно активний, тому застосовується з інгібіторами корозії; 
• в якості теплоносія у вигляді розчину в автомобілях, в системах рідинного охолодження комп'ютерів; 
• у виробництві целофану, поліуретанів і ряду інших полімерів. Це друге основне застосування; 
• як розчинник фарбувальних речовин; 
• в органічному синтезі: 
- В якості високотемпературного розчинника. 
- Для захисту карбонільної групи шляхом отримання 1,3-диоксалан. Обробкою речовини з карбонільної групою в бензолі або толуолі етиленгліколем у присутності кислого каталізатора (толуолсульфоновой кислоти, BF3 • Et2O тощо) і азеотропной відгоном на насадці Діна-Старка води, що утворюється. Наприклад, захист карбонільної групи ізофорона: 

1,3-диоксалан  можуть бути отримані також  при реакції етиленгліколю з  карбонільними сполуками в присутності  тріметілхлорсілана або комплексу диметилсульфат-1 ,3-диоксалан стійкі до дії нуклеофілів і підстав. Легко регенерують вихідне карбонильное з'єднання в присутності кислоти і води. 
• у складах для противообледенительной обробки лобових стекол і літаків. 
• як компонент рідини "І", використовуваної для запобігання обводнення авіаційних палив. 
• в якості кріопротектори 
• для поглинання води, для запобігання утворення гідрату метану, який забиває трубопроводи при видобутку газу у відкритому морі. На наземних станціях його регеніріуют шляхом осушення та видалення солей. 
• етиленгліколь є вихідною сировиною для виробництва вибухової речовини нітрогліколю. 
 Етиленгліколь застосовується також:

• при виробництві конденсаторів
• при виробництві 1,4-діоксану
• компонент у складі систем рідинного охолодження комп'ютерівv
• як компонент крему для взуття (1-2%)
• у складі для миття скла разом з ізопропіловим спиртом

                  Очищення та осушення 
 Осушується молекулярним ситом 4А, напівводний сульфатом кальцію, сульфатом натрію, Mg + I₂, фракційною перегонкою під зниженим тиском, азеотропной відгоном з бензолом. Чистота отриманого продукту легко визначається по щільності. 
 Таблиця щільності водних розчинів етиленгліколю, 20 ° С

Заходи  безпеки

      Етиленгліколь - горюча речовина. Температура спалаху парів 120 ° C. Температура самозаймання 380 ° C. Температурні межі займання парів у повітрі, ° С: нижній - 112, верхній - 124. Межі займання парів у повітрі від нижнього до верхнього, 3,8 - 6,4% (за об'ємом). 
Етиленгліколь токсичний. Летальна доза при одноразовому пероральному вживанні становить 100-300 мл етиленгліколю (1,5 - 5мл на 1 кг маси тіла). Має відносно низьку летючість при нормальній температурі, пари мають не настільки високою токсичністю і представляють небезпеку лише при хронічному вдиханні. Певну небезпеку становлять тумани, проте при їх вдиханні про небезпеку сигналізують подразнення і кашель. Протиотрутою при отруєнні етиленгліколем є етанол і 4-метілпіразол (англ. Fomepizole). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  литературы:

1. Monograph on the Potential Human Reproductive and Developmental Effects of Ethylene Glycol
2. SYNTHESIS 1983, No 3,pp 203-205
3. Liebigs Annalen Chemie 1979, pp 1362-1369
4. Medline.Ru — Отравления этиленгликолем и его эфирами
5. Flomenbaum, Goldfrank et al. Goldfrank's Toxicologic Emergencies. 8th Edition — McGraw Hill, 2006. — С. 1460, 1465. — 2170 с. — ISBN 0071437630.
6. Дымент О.Н., Казанский К. С., Мирошников A.M., Гликоли и другие производные окисей этилена и пропилена, М., 1976;
7. Kirk-Othmer encyclopedia, 3 ed., v. 9, N. Y., 1980.