Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Фталевый ангидрид
Скелетная формула фталевого ангидрида
Модель хранения пространства
Образец фталевого ангидрида.jpg
Имена
Предпочтительное название IUPAC
2-бензофуран-1,3-дион [1]
Другие названия
Изобензофуран-1,3-дион [1]
Фталевый ангидрид [1]
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
118515
ЧЭБИ
ЧЭМБЛ
ChemSpider
ECHA InfoCard100,001,461 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
  • 201-607-5
27200
Номер RTECS
  • TI3150000
UNII
Номер ООН2214
  • InChI = 1S / C8H4O3 / c9-7-5-3-1-2-4-6 (5) 8 (10) 11-7 / h1-4H проверятьY
    Ключ: LGRFSURHDFAFJT-UHFFFAOYSA-N проверятьY
  • О = C1OC (= O) c2ccccc12
Характеристики
С 8 Н 4 О 3
Молярная масса148,1 г / моль
Появлениебелые хлопья
Запаххарактерный, едкий [2]
Плотность1,53 г / см 3 , твердое вещество; 1,20 г / мл, расплав [2]
Температура плавления 131,6 ° С (268,9 ° F, 404,8 К)
Точка кипения 295 ° С (563 ° F, 568 К) сублимирует
0,62 г / 100г (20—25 ° С);
19,0 г / 100г (100 ° С);
реагирует медленно
Давление газа0,0015 мм рт. Ст. (20 ° C) [2]
−67,31 × 10 −6  см 3 / моль
Опасности
Пиктограммы GHS
Сигнальное слово GHSОпасность
Положения об опасности GHS
H302 , H315 , H317 , H318 , H334 , H335
Меры предосторожности GHS
Р261 , Р264 , Р270 , Р271 , P272 , P280 , P285 , P301 + 312 , P302 + 352 , Р304 + 340 , Р304 + 341 , P305 + 351 + 338 , P310 , P312 , P321 , P330 , P332 + 313 , P333 + 313 , P342 + 311 , P362 , P363 , P403 + 233 , P405 , P501
NFPA 704 (огненный алмаз)
3
1
0
точка возгорания 152 ° С (306 ° F, 425 К)
Пределы взрываемости1,7% –10,5%
Смертельная доза или концентрация (LD, LC):
LD 50 ( средняя доза )
4020 мг / кг (перорально, крыса)
1520 мг / кг (перорально, мышь)
800 мг / кг (перорально, кошка)
800–1600 мг / кг (перорально, крыса)
2210 мг / кг (перорально, мышь) [3]
NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США):
PEL (Допустимо)
TWA 12 мг / м 3 (2 частей на миллион) [2]
REL (рекомендуется)
TWA 6 мг / м 3 (1 ppm) [2]
IDLH (Непосредственная опасность)
60 мг / м 3 [2]
Родственные соединения
Родственные соединения
Фталевая кислота
Фталимид
Фталид
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверить  ( что есть   ?)проверятьY☒N
Ссылки на инфобоксы

Фталевый ангидрид представляет собой органическое соединение с формулой C 6 H 4 (CO) 2 O. Это ангидрид из фталевой кислоты . Фталевый ангидрид является основной коммерческой формой фталевой кислоты. Это был первый коммерческий ангидрид дикарбоновой кислоты. Это белое твердое вещество является важным промышленным химическим веществом, особенно для крупномасштабного производства пластификаторов для пластмасс. В 2000 году мировой объем производства оценивался примерно в 3 миллиона тонн в год. [4]

Синтез и производство [ править ]

Впервые фталевый ангидрид был описан в 1836 году Огюстом Лораном . Ранние процедуры участвуют в жидкой фазе ртути -catalyzed окисление в нафталина . [5] В современном промышленном варианте процесса вместо этого используется пятиокись ванадия (V 2 O 5 ) в качестве катализатора в газофазной реакции с нафталином с использованием молекулярного кислорода . [4] Общий процесс включает окислительное расщепление одного из колец и потерю двух атомов углерода в виде диоксида углерода .

Альтернативный способ включает окисление двух метильных групп в о - ксилоле , более атом-экономического процесса. Эта реакция протекает при температуре около 320–400 ° C и имеет следующую стехиометрию:

С 6 Н 4 (СН 3 ) 2 + 3 О 2 → С 6 Н 4 (СО) 2 О + 3 Н 2 О

Реакция протекает с селективностью около 70%. Также производится около 10% малеинового ангидрида :

С 6 Н 4 (СН 3 ) 2 + 7+1/2 О 2 → С 4 Н 2 О 3 + 4 Н 2 О + 4 СО 2

Фталевый ангидрид и малеиновый ангидрид извлекаются перегонкой с помощью серии переключаемых конденсаторов .

Маршрут нафталина ( процесс Гиббса фталевого ангидрида или окисления нафталина Гиббса-Wohg реакция) снизилась по отношению к о - ксилола маршрута.

Предложены первые шаги катализированного ванадием окисления нафталина до фталевого ангидрида, где V 2 O 5 представлен в виде молекулы, а не его истинной протяженной структуры. [6]

Фталевый ангидрид можно также получить из фталевой кислоты путем простой термической дегидратации. [4]

Использует [ редактировать ]

Пластификаторы на основе эфиров фталевой кислоты [ править ]

Основное применение фталевого ангидрида - это предшественник сложных эфиров фталевой кислоты , используемых в качестве пластификаторов в винилхлориде. Сложные эфиры фталевой кислоты получают из фталевого ангидрида реакцией алкоголиза . [4] В 1980-х годах ежегодно производилось около 6,5 миллионов тонн этих сложных эфиров, и масштабы производства увеличивались с каждым годом, все из фталевого ангидрида. Процесс начинается с реакции фталевого ангидрида со спиртами с образованием моноэфиров:

C 6 H 4 (CO) 2 O + ROH → C 6 H 4 (CO 2 H) CO 2 R

Вторая этерификация более сложная и требует удаления воды:

C 6 H 4 (CO 2 H) CO 2 R + ROH ⇌ C 6 H 4 (CO 2 R) 2 + H 2 O

Наиболее важным диэфиром является бис (2-этилгексил) фталат («ДЭГФ»), используемый при производстве поливинилхлоридных соединений.

Предшественник красителей [ править ]

Хинолиновый желтый SS - популярный краситель, полученный путем конденсации фталевого ангидрида и 2-метилхинолина .

Фталевый ангидрид широко используется в промышленности для производства некоторых красителей . Хорошо известно применение этой реакционной способности вл етс получение в Антрахинон красителя хинизарин путем реакции с п -chlorophenol с последующим гидролизом хлорида. [7] Фенолфталеин может быть синтезирован путем конденсации фталевого ангидрида с двумя эквивалентами фенола в кислых условиях (отсюда и название). Он был открыт в 1871 году Адольфом фон Байером . [8] [9] [10]

Синтез фенолфталеина [11]

Фармацевтика [ править ]

Фталевый ангидрид, обработанный ацетатом целлюлозы, дает фталат ацетата целлюлозы (CAP), обычный наполнитель энтеросолюбильного покрытия , который также обладает противовирусной активностью. [12] Фталевый ангидрид является продуктом разложения CAP. [13]

Реакции [ править ]

Фталевый ангидрид является универсальным промежуточным продуктом в органической химии , отчасти потому, что он бифункциональный и дешево доступен.

Гидролиз, алкоголиз, аммонолиз [ править ]

Гидролиз форм горячей воды орта -phthalic кислоты : [14]

C 6 H 4 (CO) 2 O + H 2 O → C 6 H 4 (CO 2 H) 2

Гидролиз ангидридов обычно не является обратимым процессом. Однако фталевая кислота легко дегидратируется с образованием фталевого ангидрида. При температуре выше 180 ° C фталевый ангидрид повторно образуется.

Хиральные спирты образуют полуэфиры (см. Выше), и эти производные часто поддаются разделению, поскольку они образуют диастереомерные соли с хиральными аминами, такими как бруцин . [15] Родственная реакция раскрытия кольца включает пероксиды с образованием полезной пероксикислоты : [16]

C 6 H 4 (CO) 2 O + H 2 O 2 → C 6 H 4 (CO 3 H) CO 2 H

Фталимид можно получить путем нагревания фталевого ангидрида с водным раствором аммиака с выходом 95–97%. Альтернативно его можно получить обработкой ангидрида карбонатом аммония или мочевиной . Он также может быть получен аммоокислением из O - ксилола . [17] Фталимид калия коммерчески доступен и представляет собой калиевую соль фталимида. Его можно приготовить путем добавления горячего раствора фталимида к раствору гидроксида калия ; желаемый продукт осаждается. [18]

Получение алифатических нитроалкенов [ править ]

Фталевый ангидрид используется для обезвоживают с короткой цепью нитро - спирты с получением нитроалкенов , соединений с высокой тенденцией к полимеризоваться . [19]

Безопасность [ править ]

Наиболее вероятное воздействие фталевого ангидрида на человека происходит через контакт с кожей или вдыхание во время производства или использования. Исследования показывают, что воздействие фталевого ангидрида может вызвать ринит , хронический бронхит и астму . Реакция фталевого ангидрида на здоровье человека обычно представляет собой синдром астмы-ринита- конъюнктивита или замедленную реакцию и гриппоподобные симптомы с повышенным уровнем иммуноглобулинов ( E и G ) в крови.

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c "Передний вопрос". Номенклатура органической химии: Рекомендации ИЮПАК и предпочтительные названия 2013 (Синяя книга) . Кембридж: Королевское химическое общество . 2014. с. 835. DOI : 10.1039 / 9781849733069-FP001 . ISBN 978-0-85404-182-4.
  2. ^ a b c d e f Карманный справочник NIOSH по химической опасности. «# 0512» . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  3. ^ «Фталевый ангидрид» . Немедленно опасная для жизни или здоровья концентрация (IDLH) . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  4. ^ a b c d Лорц, Питер М .; Towae, Фридрих К .; Энке, Вальтер; Якх, Рудольф; Бхаргава, Нареш; Хиллесхайм, Вольфганг (2007). «Фталевая кислота и производные». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. DOI : 10.1002 / 14356007.a20_181.pub2 .
  5. ↑ Laurent, август (1836 г.). "Sur l'acide naphtalique et ses combinaisons" [О нафталевой кислоте и ее соединениях]. Annales de Chimie et de Physique . 2-я серия (на французском языке). 61 : 113–125.
  6. ^ "Гиббс-Воль Окисление нафталина". Комплексные органические названия реакций и реагентов . 2010. DOI : 10.1002 / 9780470638859.conrr270 . ISBN 9780470638859.
  7. ^ LA Бигелоу и HH Рейнольдс (1941). «Хинизарин» . Органический синтез .; Сборник , 1 , стр. 476
  8. ^ Байера, A. (1871). "Ueber eine neue Klasse von Farbstoffen" . Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft . 4 (2): 555–558. DOI : 10.1002 / cber.18710040209 .
  9. ^ Байера, A. (1871). "Ueber die Phenolfarbstoffe" . Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft . 4 (2): 658–665. DOI : 10.1002 / cber.18710040247 .
  10. ^ Байера, A. (1871). "Ueber die Phenolfarbstoffe" . Политехнический журнал . 201 (89): 358–362.
  11. ^ Макс Хубахер, Патент США 2192485 (1940, Ex Lax Inc)
  12. Перейти ↑ Neurath AR (2000). «Микробицид для профилактики заболеваний, передающихся половым путем, с использованием фармацевтического наполнителя». Уход за больными СПИДом ЗППП . 14 (4): 215–9. DOI : 10.1089 / 108729100317830 . PMID 10806641 . 
  13. ^ Майхью JW, Гедеон LT, Эриксена В, Hlavatý JJ, Yeh С.М., Chavdarian CG, Стрик N, Нойрат АР (2009). «Разработка гель-проникающего хроматографического анализа для достижения баланса масс в исследованиях стабильности фталата ацетата целлюлозы» . J Pharm Biomed Anal . 49 (2): 240–6. DOI : 10.1016 / j.jpba.2008.10.039 . PMC 2859192 . PMID 19070984 .  
  14. ^ Ноллер, Карл Р. (1965). Химия органических соединений (3-е изд.). Филадельфия: У. Б. Сондерс. п. 602.
  15. ↑ Джозеф Кеньон (1941). « d- и l- октанол-2» . Органический синтез .; Сборник , 1 , стр. 418
  16. ^ Джордж Б. Пейн (1973). «Моноперфталевая кислота» . Органический синтез .; Сборник , 5 , с. 805
  17. ^ Лорц, Питер М .; Towae, Фридрих К .; Энке; Якх, Рудольф; Бхаргава, Нареш; Хиллесхайм, Вольфганг. «Фталевая кислота и производные». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. DOI : 10.1002 / 14356007.a20_181.pub2 .
  18. ^ PL Salzberg и JV Supniewski (1941). «β-Бромэтилфталимид» . Органический синтез .; Сборник , 1 , стр. 119
  19. ^ Ранганатан, Даршан; Рао, Бхушан; Ранганатан, Субрамания; Мехротра, Ашок и Айенгар, Радха (1980). «Нитроэтилен: стабильный, чистый и реактивный агент для органического синтеза». Журнал органической химии . 45 (7): 1185–1189. DOI : 10.1021 / jo01295a003 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Международная карта химической безопасности 0315
  • Карманный справочник NIOSH по химической опасности
  • Химический еженедельник