Этоксилирование — это химическая реакция , при которой оксид этилена присоединяется к субстрату. Это наиболее широко практикуемое алкоксилирование , которое включает добавление эпоксидов к субстратам.
В обычном применении спирты и фенолы превращаются в R(OC 2 H 4 ) n OH, где n находится в диапазоне от 1 до 10. Такие соединения называются этоксилатами спиртов. Этоксилаты спирта часто превращаются в родственные виды, называемые этоксисульфатами. Этоксилаты и этоксисульфаты спиртов представляют собой поверхностно- активные вещества , широко используемые в косметических и других коммерческих продуктах. [1] Этот процесс имеет большое промышленное значение: в 1994 году во всем мире было произведено более 2 000 000 метрических тонн различных этоксилатов. [2]
Процесс был разработан в лабораториях IG Farben в Людвигсхафене Конрадом Шёллером и де: Максом Виттвером в 1930-х годах. [3] [4]
Промышленное этоксилирование в первую очередь проводят с жирными спиртами для получения этоксилатов жирных спиртов (FAE), которые представляют собой распространенную форму неионогенного поверхностно-активного вещества (например , монододециловый эфир октаэтиленгликоля ). Такие спирты могут быть получены гидрогенизацией жирных кислот из растительных масел [ 5] или гидроформилированием в процессе получения высших олефинов Shell . [6] Реакция протекает путем продувки этиленоксида через спирт при температуре 180 °C и давлении 1–2 бар , при этом гидроксид калия (КОН) служит в качестве катализатора.катализатор . [7] Процесс сильно экзотермичен ( ΔH -92 кДж/моль прореагировавшего этиленоксида) и требует тщательного контроля, чтобы избежать потенциально катастрофического теплового разгона . [7]
Исходными материалами обычно являются первичные спирты , поскольку они имеют тенденцию реагировать в 10–30 раз быстрее, чем вторичные спирты. [8] Обычно к каждому спирту добавляют 5-10 единиц этиленоксида, [6] однако этоксилированные спирты могут быть более склонны к этоксилированию, чем исходный спирт, что затрудняет контроль реакции и приводит к образованию продукта с различной повторить единичную длину (значение n в приведенном выше уравнении). Лучший контроль может быть обеспечен за счет использования более сложных катализаторов [9] , которые можно использовать для получения этоксилатов с узким спектром действия . Этоксилированные спирты рассматриваются Агентством по охране окружающей среды США как химические вещества с большим объемом производства (HPV).[10]
Этоксилирование иногда сочетают с пропоксилированием, аналогичной реакцией с использованием оксида пропилена в качестве мономера. Обе реакции обычно проводят в одном и том же реакторе, и их можно проводить одновременно, чтобы получить статистический полимер, или попеременно, чтобы получить блок-сополимеры , такие как полоксамеры . [7] Оксид пропилена является более гидрофобным, чем оксид этилена, и его включение в небольших количествах может существенно повлиять на свойства поверхностно-активного вещества. В частности, этоксилированные жирные спирты, которые были «закрыты» ~1 единицей оксида пропилена, широко продаются в качестве пеногасителей .