Этиленкарбонат
Этиленкарбонат (1,3-диоксолан-2-он, гликолькарбонат) — органическое соединение, сложный эфир угольной кислоты и этиленгликоля. Бесцветные кристаллы без запаха. Малотоксичен[2].
Этиленкарбонат[1] | |||
---|---|---|---|
| |||
Общие | |||
Систематическое наименование |
1,3-Диоксолан-2-он | ||
Традиционные названия | Этиленкарбонат; гликолькарбонат | ||
Хим. формула | C3H4O3 | ||
Физические свойства | |||
Состояние | бесцветные кристаллы | ||
Молярная масса | 88,06 г/моль | ||
Плотность | 1,3222 г/см³ | ||
Поверхностное натяжение | 54500 Н/м | ||
Термические свойства | |||
Температура | |||
• плавления | 38,5—39 °C | ||
• кипения | 248 °C | ||
Критическая точка | |||
• температура | 500 °C | ||
• давление | 6,2 МПа | ||
Мол. теплоёмк. | 135 Дж/(моль·К) | ||
Энтальпия | |||
• плавления | 13,3 кДж/моль | ||
Оптические свойства | |||
Показатель преломления | 1,419 | ||
Структура | |||
Дипольный момент | 4,86 Д | ||
Классификация | |||
Рег. номер CAS | 96-49-1 | ||
PubChem | 7303 | ||
Рег. номер EINECS | 202-510-0 | ||
SMILES | |||
InChI | |||
RTECS | FF9550000 | ||
ChemSpider | 7030 | ||
Безопасность | |||
Краткие характер. опасности (H) |
H318 |
||
Меры предостор. (P) |
P280 |
||
Сигнальное слово | Опасно | ||
Пиктограммы СГС | |||
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. |
Получение
- Основным способом получения является взаимодействие этиленоксида с углекислым газом при температуре 150—200 °C и давлении 2—8 МПа в присутствии катализатора. В качестве последнего могут использовать галогениды щелочных металлов или тетраалкиламмония, бис-(трифенилфосфин)-никель[2]:
- Конденсация этиленгликоля с различными производными угольной кислоты — диалкилкарбонатами, амидами, галогенангидридами и другими[3]:
- Реакция этиленхлоргидрина с натриевой солью алкилкарбонатов или с концентрированными растворами неорганических карбонатов[2]:
Физические свойства
Этиленкарбонат представляет собой бесцветные кристаллы без запаха. В жидком виде растворяет многие полимеры, полиэфирные волокна и смолы, к примеру, ПВХ, ацетат и нитрат целлюлозы, полиакрилонитрил, полиэтилентерефталат. Растворим в этаноле, диэтиловом эфире, ароматических углеводородах, ацетоне, карбоновых кислотах. Не растворим в сероуглероде, алифатических углеводородах, смешивается с водой в любых соотношениях, однако водные растворы этиленкарбоната неустойчивы вследствие гидролиза данного соединения[2][4]. Негигроскопичен[5].
Энтальпия плавления составляет 13,3 кДж/моль, энтальпия испарения равна 56,5 кДж/моль при 130 °C, энтальпия сгорания составляет -1171 кДж/моль[2].
Температура, °C | 109 | 119 | 135 | 150 | 157 | 164 |
Давление паров, кПа | 0,9 | 1,5 | 3,02 | 5,61 | 7,2 | 9,1 |
Химические свойства
По химическим свойства этиленкарбонат аналогичен пропиленкарбонату.
- Взаимодействует с нуклеофилами, при этом расщепляясь преимущественно по связи C—O[2]:
- Каталитическое гидрирование приводит к этиленгликолю и метанолу[2]:
- Гидролизуется с образованием этиленгликоля. Этот процесс ускоряется в присутствии кислот и щелочей[4]:
- Может оксиалкилировать различные соединения, к примеру фенолы. Реакции подобного рода идут с хорошим выходом, если в смесь вводятся феноляты или карбонаты щелочных металлов[6]:
- Медленно разлагается до окиси этилена при нагревании до 200—245 °C, в присутствии кислот и щелочей уже при температуре 125 °C[5]:
Применение
Этиленкарбонат имеет важное практическое значение, так как благодаря своей малой токсичности и высокой диэлектрической проницаемости он используется в качестве апротонного растворителя полимеров в текстильной и химической промышленности[7]. Мало влияет на разрыв цепей при полимеризации, что позволяет проводить в этиленкарбонате реакции полимеризации различных соединений[4].
Является экстрагентом ароматических углеводородов, а также исходным веществом для синтеза различных пластификаторов, модификаторов, полимеров, мономеров, средств защиты растений. В частности, путём хлорирования этиленкарбоната с последующим дегидрохлорированием триэтиламином синтезируют виниленкарбонат[2].
Примечания
- Ethylene carbonate (англ.). Sigma-Aldrich.
- Кнунянц и др., 1998, с. 499.
- Дымент и др., 1976, с. 22.
- Перепелкин и др., 1973, с. 45.
- Зимаков и др., 1967, с. 113.
- Верховская, 1971, с. 35.
- Лебедев, 1981, с. 290.
Литература
- Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1998. — Т. 5. — 783 с. — ISBN 5-85270-310-9.
- Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. — 3-е изд., перераб.. — М.: Химия, 1981. — 608 с.
- Верховская З.Н. Дифенилолпропан / под ред. И.В. Калечица. — М.: Химия, 1971. — 196 с.
- Дымент О.Н., Казанский К.С., Мирошников А.М. Гликоли и другие производные окисей этилена и пропилена / под общей ред. О.Н. Дымента. — М.: Химия, 1976. — 376 с.
- Зимаков П.В., Дымент О.Н., Богословский Н.А. и др. Окись этилена. — М.: Химия, 1967. — 320 с.
- Э.А. Пакшвер, К.Е. Перепелкин, В.Д. Фихман и др. Карбоцепные синтетические волокна / под ред. К.Е. Перепелкина. — М.: Химия, 1973. — 589 с.