Кратные связи, неустойчивый цикл



Дата23.07.2016
өлшемі60.5 Kb.
түріЛекция
Лекция 2. Мономеры. Синтез мономеров.
Мономеры представляют собой низкомолекулярные вещества, молекулы которых, взаимодействуя между собой, образуют макромолекулы. Для того, чтобы получить полимер, молекула мономера должна содержать: кратные связи, неустойчивый цикл или реакционноспособные функциональные группы (не менее двух). Иногда для ситеза полимеров используют олигомеры.

Основными источниками сырья для получения мономеров являются: нефть, попутные или природный газы, сланец, торф, продукты сухой перегонки каменного угля.



  1. Непредельные углеводороды: этилен, пропилен, бутены.

Их получают из фракций нефти или попутного газа путем крекинга (400 - 500ºС) или каталитического дегидрирования (340 - 450ºС). Указанные мономеры могут быть использованы: а) непосредственно для получения полимеров или б) переработаны в другие мономеры.

1.1 Этилен CH2=CH2
а) n CH2=CH2  (- CH2 - CH2 -)n

этилен полиэтилен (ПЭ)

n CH2=CH –СН3  (- CH - CH2 -)n полипропилен (ПП)

пропилен

СН3

б) CH2=CH2 + Cl2  ClCH2 –CH2Cl

пиролиз


ClCH2 –CH2Cl ------------ CH2 = CH2Cl (винилхлорид)

-HCl


n CH2 = CH2Cl  (-CH2 - CH2-)n поливинилхлорид (ПВХ)

Cl


или

Ag + HCN

CH2=CH2 + 1/2О2 --------- CH2 – CH2 --------- HOCH2CH2CN ------ CH2=CH - CN

\  этиленциангидрин -Н2О акрилонитрил

O

n CH2=CH – CN  (-CH2 = CH –)n полиакрилонитрил (ПАН)



CN

Н2SO4



CH2=CH – CN + 2Н2О ------ CH2= CH – COOH + NH3

акриловая кислота

n CH2=CH – COOH  (-CH2 = CH –)n полиакриловая кислота

СООН



Н2SO4

CH2= CH – COOH + ROH ---- CH2= CH – COOR эфир акриловой кислоты

n CH2= CH – COOR  (-CH2 = CH –)n полиалкилакрилат

COOR Например, если R = С2Н5- , то полиэтилакрилат


катализ.

CH2=CH2 + О2 + СН3СООН --------- CH2= CH – OOССН3 винилацетат


n CH2= CH – OOССН3 ------- (СН2 – СН -)n поливинилацетат (ПВА)

OOCCH3



Ag +H2O

CH2=CH2 + 1/2О2 --------- CH2 – CH2 -------- HOCH2CH2OH этиленгликоль



\ 

O

HOCH2CH2OH + HOCH2CH2OH ---НОCH2CH2OCH2CH2OH диэтиленгликоль (ДЭГ)



ДЭГ используют для синтеза смол.

Таким образом, на основе этилена можно получить: винилхлорид, этиленгликоль, диэтиленгликоль, акриловую кислоту, винилацетат, эфиры акриловой кислоты, акрилонитрил.




    1. Изо - бутен (изо-бутилен) СН3 – С =СН2



СН3

+ N2O4

Гидролиз + RОН

СН3 – С = СН2 ---------------- СН3 – С(СН3) – СООН ------ CH2= C(СH3) – COOН --------

  - Н2О метакриловая кислота

СН3 ОН

CH2= C(СH3) – COOR эфир метакриловой кислоты
Если, например, R = CH3-, то это будет метилметакрилат.
1.3 Пропилен СН3 – СН =СН2
2 стадии: а) +NH3, б) – Н2

а) СН3 – СН = СН2 --------------------------------- CH2=CH – CN акрилонитрил

О

катализ.   + Н2



СН3 – СН = СН2 + О2 ---------- СН2 = СН - С ---- СН2 = СН – СН2ОН  глицерин

- Н2О \

Н

акролеин аллиловый спирт



окисление + Н2О

б) СН3 – СН = СН2 ------------- СН3 – СН - СН2 ----------- СН2 – СН – СН2

\   

О НО ОН


окись пропилена пропиленгликоль

кат. димеризации кат. изомеризации

в) СН3 – СН = СН2 ------------------------- CH2 = C(СH3)-СН2- СН2-СН3 ----------------------
СН3 – С(СН3) = СН - СН2 - СН3 ---------- СН2 = С(СН3) – СН = СН2 изопрен

2-метил-2-пентен -СН4


1.4 Бутадиен-1,3 СН2 = СН – СН = СН2

1,3-бутадиен получают двумя способами:

а) каталитическим дегидрированием бутана или бутенов при температуре 500–700ºС;

б) из этанола, полученного гидратацией этилена.


а) СН3 – СН2 - СН2 - СН3 ----- СН2= СН - СН2 - СН3 ------ СН2 = СН – СН = СН2

2 1-бутен -Н2 1,3-бутадиен

катализ.

б) СН2 = СН2 + Н2О --------- СН3 СН2ОН


кат.,360-370ºС

2 СН3 СН2ОН --------------- СН2 = СН – СН = СН2 + 2Н2О + Н2


1.5 Производные ароматических углеводородов

Переработку нефтяных фракций в ароматические углеводороды осуществляют путем крекинга (450 – 650 ºС), пиролиза (650 – 800 ºС), каталитической дегидрогенизации нафтенов и циклизации парафиновых углеводородов.

+ 3О2, нафтенат кобальта

СН3 – С6Н4 – СН3 ----------------------------------- НООС-С6Н4-СООН + 2Н2О

п-ксилол терефталевая кислота

Окислением нафталина в присутствии ванадиевого катализатора (V2O5) получают фталевый ангидрид. Бензол является сырьем для получения анилина, винилбензола (стирола), дивинилбензола, малеинового ангидрида.

+ H2

С6Н6 + HNO3 + H2SO4  C6H5 NO2 ------- C6H5 NH2 анилин, аминобензол


С6Н6 + С2Н5Сl  С6Н5 С2Н5 + HCl
С6Н5С2Н5 -------- С6Н5CH=CH2 винилбензол, стирол

2


С6Н6 + 2С2Н5Сl  С2Н5 С6Н4 С2Н5 + HCl
С2Н5 С6Н4 С2Н5 -------- СН2=СНС6Н4СН=СН2

2



Переработка природного газа
а) Получение карбамида (мочевины)

p, kat


СО2 + 2NH3 --------------- CO(NH2)2 аммиак получают из азота и водорода
+НCl, kat

б) 2СН4 ---- НССН ------------CH2= CHCl винилхлорид

-3Н2

+ НСN, kat

НССН ---------------- CH2= CHCN акрилонитрил

2НССН -------- CH2= CH –C  СН ------- CH2= CH –CН = СН2 1,3-бутадиен



винилацетилен

+ROH, kat



НССН ----------------- CH2 = CHOR простой виниловый эфир
Особое место среди винильных мономеров занимают такие, которые содержат активные функциональные группы (эпоксидную, карбоксильную, альдегидную, аминогруппу и т.д.).
Переработка растительного сырья
Из отходов сельского хозяйства и пентозанов древесины получают фурфурол. При гидролизе растительного сырья (молочнокислое брожение глюкозы) образуется молочная кислота, которая перерабатывается в акрилаты. Из некоторых растительных масел синтезируют двухосновные кислоты и аминокислоты.






Достарыңызбен бөлісу:




©dereksiz.org 2020
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет