Акриловая кислота применение. Отрывок, характеризующий Акриловая кислота

Акриловая кислота (пропеновая кислота , этенкарбоновая кислота ) СН 2 =СН−СООН - простейший представитель одноосновных непредельных карбоновых кислот .

Физические свойства

Акриловая кислота представляет собой бесцветную жидкость с резким запахом, растворимую в воде и органических растворителях

Синтез

Для синтеза акриловой кислоты применяют парофазное окисление пропилена кислородом воздуха на висмутовых , кобальтовых или молибденовых катализаторах:

CH 2 =CH−CH 3 + O 2 → CH 2 =CH−COOH

Раньше использовалась реакция взаимодействия ацетилена , оксида углерода (II) и воды:

HC≡CH + CO + H 2 O → CH 2 =CH−COOH CH 2 =C=O + HCHO → CH 2 =CH−COOH n -ClC 6 H 4 N 2 Cl + CH 2 =CH−COOH → n -ClC 6 H 5 −CH=CH−COOH + N 2

Безопасность

Акриловая кислота 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 составляет 5 мг/м³.

Напишите отзыв о статье "Акриловая кислота"

Примечания

Kirk-Othmer encyclopedia, 3 ed., v. I, N.Y.-, 1978, p. 330-54. А. В. Девекки.
Рабинович В. А., Хавин З. Я. «Краткий химический справочник» Л.: Химия, 1977 стр. 121

См. также

Литература

Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. - М .: Советская энциклопедия, 1988. - Т. 1 (Абл-Дар). - 623 с.

Отрывок, характеризующий Акриловая кислота

В начале зимы, князь Николай Андреич Болконский с дочерью приехали в Москву. По своему прошедшему, по своему уму и оригинальности, в особенности по ослаблению на ту пору восторга к царствованию императора Александра, и по тому анти французскому и патриотическому направлению, которое царствовало в то время в Москве, князь Николай Андреич сделался тотчас же предметом особенной почтительности москвичей и центром московской оппозиции правительству.
Князь очень постарел в этот год. В нем появились резкие признаки старости: неожиданные засыпанья, забывчивость ближайших по времени событий и памятливость к давнишним, и детское тщеславие, с которым он принимал роль главы московской оппозиции. Несмотря на то, когда старик, особенно по вечерам, выходил к чаю в своей шубке и пудренном парике, и начинал, затронутый кем нибудь, свои отрывистые рассказы о прошедшем, или еще более отрывистые и резкие суждения о настоящем, он возбуждал во всех своих гостях одинаковое чувство почтительного уважения. Для посетителей весь этот старинный дом с огромными трюмо, дореволюционной мебелью, этими лакеями в пудре, и сам прошлого века крутой и умный старик с его кроткою дочерью и хорошенькой француженкой, которые благоговели перед ним, – представлял величественно приятное зрелище. Но посетители не думали о том, что кроме этих двух трех часов, во время которых они видели хозяев, было еще 22 часа в сутки, во время которых шла тайная внутренняя жизнь дома.
В последнее время в Москве эта внутренняя жизнь сделалась очень тяжела для княжны Марьи. Она была лишена в Москве тех своих лучших радостей – бесед с божьими людьми и уединения, – которые освежали ее в Лысых Горах, и не имела никаких выгод и радостей столичной жизни. В свет она не ездила; все знали, что отец не пускает ее без себя, а сам он по нездоровью не мог ездить, и ее уже не приглашали на обеды и вечера. Надежду на замужество княжна Марья совсем оставила. Она видела ту холодность и озлобление, с которыми князь Николай Андреич принимал и спроваживал от себя молодых людей, могущих быть женихами, иногда являвшихся в их дом. Друзей у княжны Марьи не было: в этот приезд в Москву она разочаровалась в своих двух самых близких людях. М lle Bourienne, с которой она и прежде не могла быть вполне откровенна, теперь стала ей неприятна и она по некоторым причинам стала отдаляться от нее. Жюли, которая была в Москве и к которой княжна Марья писала пять лет сряду, оказалась совершенно чужою ей, когда княжна Марья вновь сошлась с нею лично. Жюли в это время, по случаю смерти братьев сделавшись одной из самых богатых невест в Москве, находилась во всем разгаре светских удовольствий. Она была окружена молодыми людьми, которые, как она думала, вдруг оценили ее достоинства. Жюли находилась в том периоде стареющейся светской барышни, которая чувствует, что наступил последний шанс замужества, и теперь или никогда должна решиться ее участь. Княжна Марья с грустной улыбкой вспоминала по четвергам, что ей теперь писать не к кому, так как Жюли, Жюли, от присутствия которой ей не было никакой радости, была здесь и виделась с нею каждую неделю. Она, как старый эмигрант, отказавшийся жениться на даме, у которой он проводил несколько лет свои вечера, жалела о том, что Жюли была здесь и ей некому писать. Княжне Марье в Москве не с кем было поговорить, некому поверить своего горя, а горя много прибавилось нового за это время. Срок возвращения князя Андрея и его женитьбы приближался, а его поручение приготовить к тому отца не только не было исполнено, но дело напротив казалось совсем испорчено, и напоминание о графине Ростовой выводило из себя старого князя, и так уже большую часть времени бывшего не в духе. Новое горе, прибавившееся в последнее время для княжны Марьи, были уроки, которые она давала шестилетнему племяннику. В своих отношениях с Николушкой она с ужасом узнавала в себе свойство раздражительности своего отца. Сколько раз она ни говорила себе, что не надо позволять себе горячиться уча племянника, почти всякий раз, как она садилась с указкой за французскую азбуку, ей так хотелось поскорее, полегче перелить из себя свое знание в ребенка, уже боявшегося, что вот вот тетя рассердится, что она при малейшем невнимании со стороны мальчика вздрагивала, торопилась, горячилась, возвышала голос, иногда дергала его за руку и ставила в угол. Поставив его в угол, она сама начинала плакать над своей злой, дурной натурой, и Николушка, подражая ей рыданьями, без позволенья выходил из угла, подходил к ней и отдергивал от лица ее мокрые руки, и утешал ее. Но более, более всего горя доставляла княжне раздражительность ее отца, всегда направленная против дочери и дошедшая в последнее время до жестокости. Ежели бы он заставлял ее все ночи класть поклоны, ежели бы он бил ее, заставлял таскать дрова и воду, – ей бы и в голову не пришло, что ее положение трудно; но этот любящий мучитель, самый жестокий от того, что он любил и за то мучил себя и ее, – умышленно умел не только оскорбить, унизить ее, но и доказать ей, что она всегда и во всем была виновата. В последнее время в нем появилась новая черта, более всего мучившая княжну Марью – это было его большее сближение с m lle Bourienne. Пришедшая ему, в первую минуту по получении известия о намерении своего сына, мысль шутка о том, что ежели Андрей женится, то и он сам женится на Bourienne, – видимо понравилась ему, и он с упорством последнее время (как казалось княжне Марье) только для того, чтобы ее оскорбить, выказывал особенную ласку к m lle Bоurienne и выказывал свое недовольство к дочери выказываньем любви к Bourienne.

Строение, номенклатура. Одноосновные непредельный (ненасыщенные) кислоты наиболее часто носят исторически сложившиеся названия.

Простейщая кислота этиленового ряда называется акриловой кислотой:

Следующий представитель этого, ряда, содержащий 4 углеродных атома, может существовать уже в трек изомерных

Положение двойной связи в непредельных кислотах по отношению к карбоксильной группе обозначается буквами греческого алфавита, указывающими места атомов углерода, между которыми находится двойная связь, с добавлением слов непредельная кислота. Так, например, винилуксусная кислота является - непредельной кислотой, а акриловая, кротоновая и метакриловая - непредельными кислотами.

Из структурных формул этих кислот видно, что изомерия непредельных кислот зависит от разветвленности уцепи углеродных атомов и положения двойной связи.

На примере непредельных органических кислот мы познакомимся еще с одним бидом изомерии, которой обладают различные непредельные органические соединения - геометрической изомерией (или, как ее часто называют, цис-транс-изомерией).

Рис. 16. Модель молекулы этана.

Если изобразить пространственное строение молекулы предельного углеводорода этана, то можно видеть, что валентности углеродных атомов этана расположены не в одной плоскости, а под некоторым углом друг к другу (рис. 16).

В молекуле этана возможно свободное вращение атомов углерода вокруг направления ординарной связи без ее разрыва. Ясно, что как бы ни перемещались при этом атомы водорода вокруг связи мы всегда будем иметь одно и то же строение.

Рассмотрим теперь пространственное строение молекулы кротонойой кислоты

В молекуле кротоновой кислоты свободное вращение атомов углерода, как в молекуле этана, уже невозможно, так как при этом произошел бы разрыв двойной связи между углеродными атомами.

Если в пространственной модели кротоновой кислоты (рис. 17, а) мы Переменим местами правый водород и карбоксильную группу так, чтобы водород находился под плоскостью двойной связи, а карбоксильная группа над плоскостью, то получим иную пространственную мрдель (рис. 17, б).

Эти две пространственные модели отличаются друг от друга тем, что в первой из них оба атома водорода находятся по одну сторону от плоскости, проходящей черёз углеродные атомы и двойную связь, а во второй - по разные стороны от нее. Может показаться, что будет еще третий изомер кротоновой кислоты, если в первой пространственной модели поменять местами атом водорода и метильную группу (рис. 17,в). Однако нетрудно убедиться, что эта модель совершенно аналогична второй, если всю молекулу, изображенную последней пространственной моделью, повернуть вокруг плоскости двойной связи на 180°.

Рис. 17. Пространственные модели молекулы кротоновой кислоты.

Для удобства условились при изображении пространственных моделей пользоваться так называемыми проекционными формулами, которые получаются при проектировании пространственных моделей на плоскость. Тогда формулы кротоновой кислоты будут иметь вид:

Такие формулы часто изображают несколько иначе, располагая атомы углерода по вертикали:

Изомеры, у которых одинаковые атомы или атомные группы (в данном случае атомы водорода) направлены в одну сторону от плоскости двойной связи, называются цис-изомерами, если эти заместители направлены в разный стороны, - транс-изомерами.

Таким образом, геометрическая йзомерия является одним из видов пространственной изомерии и зависит от расположения атомов или групп атомов по отношению к плоскости двойной связи.

Пространственные изомеры отличаются между собой и по свойствам. Так, например, кротоновая кислота (транс-изомер) представляет собой твердое вещество с темп. изокротоновая кислбта (цис-изомер) - при обычных условиях жидкость с темп.

Обычно один из пространственных изомеров бывает устойчивым (стабильным), а другой - неустойчивым (лабильным), причем неустойчивый изрмер под влиянием нагревания, света или химических воздействий легко переходит в устойчивый изомер. Так, изокротоновая кислота весьма неустойчива и легко переходит при повышенной температуре и при действии солнечного света в устойчивую кротоновую кислоту.

Свойства. Низшие представители непредельных кислот - жидкости с резким запахом, хорошо растворимые в воде. Высшие непредельные кислоты - твердые вещества, без запаха, нерастворимые в воде.

Для непредельных кислот характерно большинство реакций кислот предельного ряда (образование солей, сложных эфиров, ангидридов, галоидпроизводных и т. д.) и, кроме того, ряд реакций, свойственных непредельным углеводородам.

При присоединении водорода в присутствии катализаторов из ненасыщенной кислоты образуется кислота предельного ряда:

При энергичном окислении углеродная цепь непредельной кислоты разрывается по месту двойной связи, и получаются обычцо две кислоты - одноосновная и двухосновная:

При нагревании -непредельных кислот с разбавленными минеральными кислотами образуются так называемые лактоны - внутренние циклические эфиры оксикислот (см. стр. 169).

Например, из винилуксусной кислоты в этих условиях образуется у-бутиролактон:

Существуют и другие способы получения лактонов.

Способы получения непредельных кислот аналогичны способам получения предельных кислот. Так, например, непредельные кислоты получаются при осторожном окислении соответствующих непредельных спиртов и альдегидов:

Акриловая кислота . Жидкость с резким запахом, тяжелее воды; темп. Из производных акриловой кислоты большое значение имеют ее нитрил (стр. 148) и различные эфиры. Ее можно получать из аллилового спирта.

В настоящее время в промышленности акриловая кислота получается нагреванием этиленциангидрина с разбавленной серной кислотой:

Метакриловая кислота получается аналогичным способом из ацетонциангидрина (стр. 153). Большое значение для изготовления органического стекла (стр. 326) имеет ее метиловый эфир (метилметакрилат).

Олеиновая кислота. Ее строение выражается формулой Это маслянистая жидкость (плотность без запаха; темп. Вместе с пальмитиновой и стеариновой кислотами входит в состав жиров. Олеиновая кислота в особенно больших количествах входит в состав оливкового, миндального и подсолнечного масел.

При восстановлении водородом в присутствии катализаторов превращается в кислоту предельного ряда - стеариновую. Этот процесс играет важную роль при производстве маргарина (стр. 139).

При действии небольших количеств азотистой кислоты олеиновая кислота превращается в твердый изомер - элаидиновую кислоту.

Олеиновая и элаидиновая кислоты являются цис-транс-изомерами:

Из непредельных кислот с двумя двойными связями наибольшее практическое значение имеет сорбиновая кислота. Благодаря эффективным бактерицидным свойствам и отсутствию какого-либо нежелательного побочного действия на организм человека и животных сорбиновая кислота и ее соли нашли применение в качестве консервирующих средств в пищевой и других отраслях промышленности.

Сорбиновая кислота получается взаимодействием кетена (стр. 134) с кротоновым альдегидом в присутствии бутирата цинка. При этой реакции образуется полиэфир 3-оксигексановой кислоты:

При обработке образующегося полиэфира соляной кислотой при 70 °С получается сорбиновая кислота:

Название Акриловая кислота Синонимы пропеновая кислота; Регистрационный номер CAS 79-10-7 Молекулярная формула C 3 H 4 O 2 Молекулярный вес 72.06 InChI InChI=1S/C3H4O2/c1-2-3(4)5/h2H,1H2,(H,4,5) InChIKey NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N SMILES C=CC(=O)O EINECS 201-177-9 HS Code 29161110

Химические и физические свойства

Плотность 1.051 Точка кипения 139°C Точка плавления 13°C Температура вспышки 48°C Температура хранения 15-25°C Показатель преломления 1.4192-1.4212 Растворимость Смешивается с водой. Стабильность Нестабильный - может содержать п-метоксифенол в качестве ингибитора. Склонен к опасной полимеризации. Горюче. Несовместим с сильными окислителями, сильными основаниями, аминами. Контакт с окислителями может привести к пожару. Чувствительность к свету и воздуху. Гигроскопичен. Внешний вид Бесцветная жидкость.

Риски, безопасность и условия использования

Указания по безопасности S26; S36/37/39; S45; S61 Указания по риску R10; R20/21/22; R35; R50 Класс опасности 8 Символы опасности

Классификация химических реактивов

Чистый («ч.») Акриловая кислота Ч. Содержание основного компонента 98% и выше (без примесей). Цвет полосы на упаковке - зелёный. Чистый для анализа («ч.д.а.», «чда») Акриловая кислота ЧДА. Содержание основного компонента выше или значительно выше 98%. Примеси не превышают допустимого предела для точных аналитических исследований. Цвет полосы на упаковке - синий. Химически чистый («х.ч.», «хч») Акриловая кислота ХЧ. Содержание основного компонента более 99%. Цвет полосы на упаковке - красный. Особо чистый («осч») Акриловая кислота ОСЧ. Cодержание примесей в таком незначительном количестве, что они не влияют на основные свойства. Цвет полосы на упаковке - жёлтый.

Ниже представлены свойства акриловой кислоты:

TOC \o "1-3" \h \z Температура плавления, °С........................................................... 13

Температура кипения, °С.............................................................. 141

Плотность

Р1!........................................................................................... 1,062

Р22.............................................................. . ........................ 1,060

Показатель преломления, ng.......................................................... 1,4224

Теплота плавления при 13° С, ккал/моль....................................... 2,66

Теплота испарения при 13,6° С, ккал/моль.................................... 8,9

Теплота образования, ккал/моль.................................................... 89,8

Теплота сгорания, ккал/моль......................................................... 329

Диэлектрическая проницаемость................................................. 5,6 10"!

Давление пара, мм. рт. ст.

При О °С............................ 2,35 100 °С......................... 249

20 °С....................... 7,76 120 °С........................... 475

40 °С....................... 22 141 рС........................... 760

60 °С............................ 54

Акриловая кислота является в основном промежуточным продуктом для производства эфиров акриловой кислоты, из которых важнейшими являются метилакрилат, этилакрилат, бутилакрилат и 2-этилгексшгакршгат. Ниже приводятся данные о потреблении перечисленных продуктов в США в 1965 г. (в тыс. т) :

Этилакрилат..................................................................... 45,4

2-Этилгексилакрилат....................................................... 13,6

Метилакрилат................................................................... 6,8

Бутилакрилат............................................................................. 4,5

Прочие акрилаты (среди них прежде всего нзо-

Бутил - и изодецилакрилат)................................................ 2,3

Выпуск акриловой кислоты составляет 4500 т и распределяется следующим образом: 1360 т - для производства эфиров и солей акриловой кислоты (полиакрилаты аммония и натрия), 1.780 т - используется в текстильной промышленности, при бурении нефтяных скважин, в производстве коагулянтов. В первую очередь акриловая кислота и ее соли идут на изготовление водорастворимых полимеров и сополимеров, которые применяются в качестве замасливателей, аппретур, связующи^, загустителей, диспергаторов. Для этой дели служат также и сополимеры с акрилатами.

45% акрилатов в виде полимерных дисперсий или растворимых полимеров расходуется на производство красок для внутренних и наружных покрытий. Покрытия отличаются стойкостью к истиранию, быстро сохнут.. и не желтеют (сополимер акриловой кислоты с этил - и метилакрилатами, сополимер стирола с бутилакрилатом, сополимеры винилацетата с бутил - и 2-этилгексилакрилатами). Дисперсии составляют 80% всех покрытий, содержащих акрилаты.

Лаки на основе растворимых акрилатов получили признание для окраски бытовых приборов и кузовов автомобилей методом распыления. Лаки горячей сушки содержат менее 50% акрилатов, а лаки холодной сушки в основном состоят из акрилатов. Для лаков горячей сушки используют также стирол, меламиновые и эпоксидные смолы. Значение этих лаков в будущем сильно воз - растет.-

19% акрилатов используется в текстильной промышленности, где. они часто заменяют крахмал или резину. Акрилатные дисперсии придают материалу прочность к стирке и не желтеют в отличие от более дешевых винильных эмульсий. Они пригодны для текстильных клеев и каширования пенопластов. 65% всего производимого количества метилакрилата находит применение при производстве поли - акрилонитр ильных волокон. 6% метил- и этил акрилатов в сочетании с метилметакрилатом и стиролом расходуется на получение блескообразователей в средствах для натирки полов и высококачественных сапожных кремах; акрилаты частично вытеснили воск, ранее применявшийся для этих целей.

Еще 6% акрилатов (преимущественно в форме дисперсий) используются для отделки кожи. Акрилатные дисперсии повышают эластичность и прочность склеивания покровного слоя с основой. При этом метиловый эфир, дающий мягкие пленки, употребляется прежде всего для облицовки кожи, а бутиловый эфир - для обработки тяжелой кожи. Распространение искусственной кожи (например, марки корфам фирмы Du Pont) неминуемо вызовет увеличение потребления акрилатов.

В бумажной промышленности США находят сбыт остальные 6% производимых акрилатов, а в Европе эта промышленность является основным потребителем акрилатов. Главным образом они употребляются для мелования бумаги и картона, а также для получения

Покрытий и кэширования бумаги. Наконец, 3,5% акрилатов используется в клеев. Этил-, бутил - и 2-этилгексйлакрилат часто в комбинации со стиролом, винилацетатом или виниловыми эфирами, являются составными частями клеев, идущих, например, на изготовление клейких лент. Особое значение придается сополимеру этилакрилата и этилена, обладающему свойствами эластомеров.

В табл. 16 приведены свойства некоторых полиакрилатов. Наиболее широкое распространение получили следующие сополимеры акрилатов:

Сополимеры с винилхлоридом - акрилаты здесь действуют как «внутренние пластификаторы»;

Сополимеры с небольшим количеством акрилонитрила - улучшение стойкости акрилатов к большинству растворителей;

Сополимеры с акриловой кислотой - незначительное содержание акриловой кислоты повышает полярность акрилатов и тем самым адгезию и способность водных дисперсий к загустев анию;

Сополимеры с амидами, например iV-метилоламидом, меламином, аминами, эпоксисоединениями, хлоргидрином, хлорированными углеводородами и другими мономерами, содержащими реактивные группы, являются основой клеев и лаков холодной и горячей сушки.