Кратные связи, неустойчивый цикл



Дата03.07.2017
өлшемі51.39 Kb.
#20775
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:




©stom.tilimen.org 2022
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет