Акриловая кислота с чем реагирует
Акриловая кислота. Свойства и применение акриловой кислоты
Свойства акриловой кислоты
На вид кислота представляет из себя самую обычную бесцветную жидкость, но обладающую очень неопрятным, отвратительным и резким запахом.
Формула акриловой кислоты выглядит следующим образом: СН2 = СН — СООН. Жидкость легко реагирует с мономерами, при этом образуются сополимеры.
Раствор акриловой кислоты можно приготовить не только в таком идеальном растворителе, как водная среда, но и в этаноле, диэтиловом спирте, хлороформе и многих органических веществах.
А в начале прошлого века школа Штаудингера выпустила в свет ряд публикаций с исследованиями по теме: полимеры акриловой кислоты.
Эти исследования имели очень важные результаты и дали в дальнейшем толчок к производству таких нужных веществ, как пластмассы для «небьющегося стекла », известные и поныне своими замечательными качествами.
В этой области свойства акриловой кислоты продолжают использоваться и в настоящий период.
Кроме того, вещество способно образовывать хлорангидриды, по большей части представляющие из себя жидкости; амиды – соединения органического, а также неорганического характер; ангидриды – производные кислородных кислот ; соли и прочие разнообразные соединения.
Это легко воспламеняющееся, летучее вещество. И именно в этом его коварство и опасность.
Пары кислоты способными вспыхивать и возгораться даже на расстоянии достаточно удалённом от места её нахождения.
Бывали случае, когда при неправильном хранении вещество воспламенялось и при комнатной температуре.
В присутствии кислорода опасная жидкость легко полимеризуется, чем и объясняется его взрывоопасность.
Производство акриловой кислоты
За прошедшие сто лет вещество научились добывать несколькими способами. В прошлом взрывоопасную жидкость получали посредством химического взаимодействия кетена, неприятно пахнущего, бесцветного газа, с формальдегидом. Подобную реакцию можно описать следующим образом:
А также, получение акриловой кислоты производилось с помощью реакции с участием оксида углерода – бинарного химического соединения, ацетилена – бесцветного газа и обыкновенной воды. С помощью химических формул это взаимодействие можно записать так:
Не так давно компанией «Рохм анд Хаас» был разработан новый и интересный метод производства акриловой кислоты из органического вещества пропана.
Кроме того, широко применяется технологический способ, предполагающий использование каталитического парофазного окисления горючего газа пропилена при взаимодействии с кислородом с использованием самых разнообразных катализаторов, то есть веществ, которые сами не участвуют в ходе взаимодействия, но ускоряют саму реакцию. Данный процесс описывает следующая формула:
Применение акриловой кислоты
Вещество и его производные используется, как сырьё для изготовления множества разновидностей полимерной продукции с самым широким набором физических и химических свойств, различных покрытий и пластика.
Применение акриловой кислоты касается также производства красителей и лаков, использующихся для ремонта помещений и покрытия различных поверхностей, в том числе легковых машин и других транспортных средств акриловыми красителями.
С помощью ледяной акриловой кислоты создаются вещества с интересными свойствами, способные впитывать жидкость в объёме, превышающем собственный вес и называемых суперабсорбентами.
Соли акриловой кислоты и их растворы используется при производстве литейных форм, герметизации нефтяных скважин и защиты почв от эрозии.
Сополимеры акриловых кислот являются основой для лаков и клеев и улучшают стойкость вещества к растворителям.
Вещество является настоящей находкой для маникюрщиков и косметологов. И очень помогает женской половине человечества в том, чтобы выглядеть неотразимо.
И это неприятное качество подобной продукции породило много споров и дискуссий по такому животрепещущему вопросу.
Цена акриловой кислоты
Производство кислоты постоянно возрастает, исчисляясь по всему миру в размере нескольких миллионов тонн в год.
Там вероятно найти выгодные предложения с адресами, фотографиями, описанием и отзывами.
При приобретении кислоты следует учитывать её опасность и вредные свойства.
Само вещество, а также производные акриловой кислоты, крайне пагубно воздействует на слизистую оболочку и кожные покровы, раздражая их.
Хранить кислоту следует в концентрации, не превышающей 0,04 миллиграмм на литр.
А содержание паров вещества в воздухе не должно быть больше 5 миллиграмм на кубический метр.
Не следует хранить ядовитую жидкость в стеклянных бутылках или банках, которые легко могут разбиться, а вещество нанести вред безопасности.
Вредно также дышать парами вещества, вызывающими раздражение и губительно действующими на многие органы, но более всего на систему дыхания.
Нахождение в помещении с ядовитыми парами может привести к головным болям, а в особо неприятных случаях – к отёку лёгких.
В помещениях, где храниться и используется это вещество, а также его производные (к примеру нитрил акриловой кислоты), следует соблюдать строжайшие меры безопасности.
Оптовая цена акриловой кислоты составляет приблизительно 115-180 руб. за килограмм.
Товар продаётся, перевозится и хранится в стальных бочках ввиду его особой опасности.
Акриловая кислота
Акриловая кислота СН2=СН—СООН может быть получена из аллилового спирта СН2=СН—СН2ОН присоединением брома с последующим окислением полученного дибромпропилового спирта азотной кислотой в дибромпропионовую кислоту, от которой бром отщепляется при действии металлического цинка:
Проще получать акриловую кислоту омылением акрилонитрила (см. ниже). Промышленное применение имеет также способ непосредственного получения акриловой кислоты конденсацией ацетилена с окисью углерода и водой в присутствии никелевого катализатора:
Акриловая кислота — жидкость, имеющая острый запах; кипит при 141° С, плавится при 13° С, относительная плотность 1,0621 (при 16° С).
Важными способами его получения являются: присоединение синильной кислоты к ацетилену (в присутствии солей закисной меди)
Акрилонитрил — подвижная жидкость, немного растворимая в воде; т. кип. 77° С, относительная плотность d4 20 =0,8060. Пары акрилонитрила токсичны. При омылении кислотами цианогруппа акрилонитрила превращается сначала в амидную, а затем в карбоксильную.
Действием спиртов в присутствии минеральных кислот из акрилонитрила могут быть получены эфиры акриловой кислоты: метиловый, или метилакрилат (т. кип. 85° С), и этиловый, или этилакрилат (т. кип. 101° С). Полимеры этих эфиров имеют большое значение в производстве пластических масс, в частности органических стекол.
Благодаря наличию в молекуле системы сопряженных кратных связей — двойной и тройной — акрилонитрил может участвовать в реакциях типа «диеновых синтезов», а также полимеризоваться как раздельно, так и совместно с другими мономерами, например с бутадиеном.
Полимер акрилонитрила применяется для изготовления тканей, заменяющих шерсть. Синтетическое волокно из полиакрилонитрила выпускается под названиями нитрон, орлон и др. Сополимеры бутадиена с акрилонитрилом — ценные синтетические каучуки, устойчивые к действию бензина и углеводородных масел.
Акриловая кислота ледяная (AК)
Акриловая кислота ледяная (AК) представляет собой ненасыщенную монокарбоновую кислоту. Акриловая кислота ледяная (AК) вступает в реакцию как виниловое соединение и как карбоновая кислота. Акриловая кислота ледяная (AК) легко подвергается реакциям радиальной (со)полимеризации и присоединения. Сополимеры Акриловой кислоты (АК) могут быть получены с (мет)акриловыми эфирами, акрилонитрилом, винилацетатом, винилхлоридом, стиролом и др. мономерами всеми известными способами радикальной полимеризации.
Акриловую кислоту ледяная (АК) используют для получения сложных эфиров по реакции этерификации со спиртами.
Тип продукта: Акриловый мономер
Особенности и преимущества:
Области применения:
Применяется в производстве:
Химические свойства
Физические свойства
Хранение и обработка
Акриловая кислота (АК) является легковоспламеняемой и горючей жидкостью, легко полимеризуется под действие тепла и инициаторов. Реакция полимеризации протекает с выделением тепла, при этом реакция самоускоряется, температура и давление паров резко возрастают, что приводит к взрыву резервуара, бочки, контейнера, цистерны. Возникновению пожара и взрыву могут способствовать наличие открытого источника огня, курение, местный перегрев, нарушения при проведении огневых работ. Температура вспышки 48°C (в закрытом тигле), 54°C (в открытом тигле), Температура самовоспламенения 440°C. Температура воспламенения 67°C. Температурные пределы распрастранения пламени 48-93°C. Концентрационные пределы распрастранения пламени, объемная доля 3-17%. Для тушения пожара используют углекислотные, порошковые огнетушители. Акриловая кислота (АК) сильно раздражает кожные покровы. Раздражает слизистую оболочку глаз (порог раздражающего действия 0,04 мг/л). При попадании в глаза вызывает сильные ожоги роговицы глаза и может вызвать необратимые повреждения. Вдыхание паров может вызвать раздражение дыхательных путей, головную боль, при больших концентрациях или экспозиции — отёк лёгких. Хотя наличие запаха ещё не означает какой-либо угрозы здоровью, необходим мониторинг воздуха. Предельно допустимая концентрация в воздухе составляет 5 мг/м³.
Представленные здесь данные основаны на знаниях и опыте, полученные в настоящее время. Учитывая многочисленные факторы, способные повлиять на обработку и применение продукта, эти данные не освобождают потребителей от необходимости проводить собственные испытания и пробы. Также эти данные не предполагают гарантию каких-либо конкретных свойств или пригодности продукта для конкретного применения. Любые представленные здесь описания, рисунки, фотографии, данные, соотношения, веса и т.д. могут меняться без предварительного предупреждения и не составляют договорное качество продукта. Конечный потребитель продукта обязан соблюдать все права собственности и существующие законы, а также правовые нормы.
Свойства
Кислоты с удаленными от карбоксильной группы этиленовыми связями, начиная с винилуксусной СН2=СН—СН2—СООН, обладают такой же способностью к реакциям присоединения, как и сами этиленовые углеводороды. Еще легче идут реакции присоединения, если этиленовая связь находится рядом с карбоксильной группой (α,β-ненасыщенные кислоты), как в акриловой кислоте СН2=СН—СООН и ее гомологах.
Из реакций, в которых участвует двойная связь (в первую очередь, реакций присоединения), можно отметить следующие:
1. Присоединение водорода. Кислоты типа акриловой кислоты особенно легко присоединяют водород при действии амальгамы натрия в водном растворе, превращаясь в предельные кислоты:
Гладко идет присоединение водорода при гидрировании в жидкой фазе в присутствии катализаторов (Ni, Pt, Pd). 2. Присоединение галоида, например:
3. Присоединение галоидоводородов. Эта реакция особенно легко идет для α,β-ненасыщенных кислот, причем атом галоида всегда присоединяется к более удаленному от карбоксильной группы атому углерода, например:
4. Присоединение воды. Акриловая кислота и ее гомологи (α,β-ненасыщенные кислоты) под действием, например, серной кислоты легко присоединяют воду с образованием β-оксикислот:
β,γ-Ненасыщенные кислоты под влиянием серной кислоты дают соединения, называемые лактонами;
5. Присоединение аммиака. Присоединяя молекулу аммиака, α,β-ненасыщенные кислоты дают β-аминокислоты:
Особенности реакций присоединения в случае α,β-ненасыщенных кислот объясняются наличием в них сопряженных двойных связей, а именно углерод-углеродной и углерод-кислородной:
Благодаря этому присоединение идет прежде всего в положении 1,4, т. е. к крайнему атому углерода этиленовой связи и к атому кислорода карбонильной группы.
Присоединение водорода дает сначала двухатомный спирт, немедленно изомеризующийся (как показано стрелкой) в пропионовую кислоту
Присоединение бромистого водорода сначала дает бромзамещенный двухатомный спирт, а затем β-бромпропионовую кислоту:
Таким образом объясняется особая легкость восстановления кислот этого типа, а также протекание реакции не в согласии с правилом Марковникова, т. е. то, что галоид галоидоводорода (или гидроксил в случае гидратации) присоединяется к более гидрогенизированному атому углерода, всегда образуя β-замещенные производные кислот.
Присоединение же галоидов в положение 1,2 объясняется тем, что кислород не обладает склонностью соединяться с галоидами.
6. Окисление. При окислении перманганатом в щелочной среде образуются диоксикислоты:
Более энергичное окисление приводит к расщеплению молекулы кислоты по месту двойной связи. Благодаря этому по числу атомов углерода в продуктах расщепления можно установить положение двойной связи в исходной молекуле.
В зависимости от строения исходной ненасыщенной кислоты продуктами окисления могут быть одноосновные и двухосновные кислоты, а также кетоны, кетонокислоты и продукты дальнейшего окисления первичных продуктов реакции. Так, олеиновая кислота
При некоторых реакциях окисления может происходить изомеризация, состоящая в перемещении двойной связи, вследствие чего получаются продукты окисления, не отвечающие структуре исходного соединения; это затрудняет суждение о строении ненасыщенной кислоты. Такие ненормальные продукты окисления иногда получаются при окислении в присутствии сильных минеральных кислот, а также при сплавлении ненасыщенных кислот с едкими щелочами. Так, например, при сплавлении олеиновой кислоты с едкими щелочами молекула ее расщепляется, но продуктами окисления являются кислоты пальмитиновая С15Н31СООН и щавелевая НООС—СООН, что объясняется, вероятно, превращением олеиновой кислоты в изомерную ей α,β-ненасыщенную кислоту:
7. Превращение стереоизомерных кислот друг в друга. У стереоизомерных ненасыщенных кислот, изомерия которых определяется наличием двойной связи (цис-транс-изо мерия, стр. 89), наблюдаются чрезвычайно характерные взаимные отношения. Они заключаются в том, что из двух стереоизомерных кислот одна является более устойчивой, чем другая, причем неустойчивый изомер («лабильная» форма) может в определенных условиях превращаться в устойчивый («стабильная» форма):
Превращение иногда происходит при простом нагревании, в других же случаях — при действии химических агентов (концентрированная серная кислота, едкая щелочь при кипячении, следы азотистой кислоты). Быстро и количественно такое превращение идет в присутствии следов иода или брома под действием прямого солнечного света.
Обратное превращение происходит при действии ультрафиолетовых лучей и может быть, кроме того, осуществлено химическим путем.
Акриловая кислота
Акри́ловая кислота́ (пропе́новая кислота́, эте́нкарбо́новая кислота́) — органическое соединение, простейший представитель одноосновных непредельных карбоновых кислот. Формула: СН2=СН−СООН.
Содержание
Физические свойства
Синтез
Для синтеза акриловой кислоты применяют парофазное окисление пропилена кислородом воздуха на висмутовых, кобальтовых или молибденовых катализаторах:
Раньше использовалась реакция взаимодействия ацетилена, оксида углерода(II) и воды:
Компанией Rohm and Haas разрабатывается технология синтеза акриловой кислоты из пропана.
Химические свойства
Обладает химическими свойствами карбоновых кислот: взаимодействует с активными металлами, основаниями, с солями более слабых кислот с образованием солей, со спиртами с образованием сложных эфиров.
Акриловая кислота образует соли, хлорангидрид, ангидриды, сложные эфиры, амиды и пр. Она вступает в реакции присоединения, характерные для этиленовых углеводородов. При действии амальгамы натрия в водном растворе и гидрировании в жидкой фазе в присутствии Ni, Pt, Pd в пропионовую кислоту. Присоединение протонных кислот, воды и NH3 происходит против правила Марковникова с образованием замещённых производных. Как диенофил акриловая кислота участвует в диеновом синтезе. Конденсируется с солями арилдиазония (реакция Меервейна):
При УФ облучении или в кислых водных растворах ( рН = 1 ), а также в присутствии инициаторов полимеризации образует полиакриловую кислоту ([−СН2−СН(СООН)−]n).
Применение
Акриловая кислота и её производные используются при производстве акриловых эмульсий для лакокрасочных материалов, пропитки тканей и кожи, в качестве сырья для полиакрилонитрильных волокон и акриловых каучуков, строительных смесей и клеев. Значительная часть акриловой кислоты используется также при производстве суперабсорбентов.
В производстве полимеров широко применяют сложные эфиры акриловой и метакриловой кислот, главным образом метиловые эфиры: метилакрилат и метилметакрилат.