Фталевый ангидрид - Гуревич Д.А.
Скачать (прямая ссылка):
Мощность производства фталевого ангидрида во всем мире в 1961 г. составляла 4 750,5 тыс. т/год, а в 1965 г. она достигла2 984,6 тыс. т/год (эта цифра является суммой производственных мощностей примерно 25 стран). При этом производство фталевого ангидрида распределяется следующим образом (в тыс. т): Западная Европа —398; Северная Америка — 312; Южная Америка — 19,2; Африка и Дальний Восток — 143,1.
Выработка фталевого ангидрида2 в некоторых зарубежных странах в 1965 г. характеризуется следующими цифрами (втыс.г): США — 263; ФРГ—102; Англия — 65. Производственные мощности в этих странах4 превышают фактическую выработку фталевого ангидрида иногда в 1,2—1,5 раза. Наличие резервных мощностей увеличивает маневренные возможности промышленности.
Свойства фталевого ангидрида. Фталевый ангидрид образует белые кристаллы игольчатой структуры (основные физико-химические константы фталевого ангидрида приведены в Приложении). По химическому строению он является ангидридом бензол-о-ди-карбоновой (фталевой) кислоты:
I Il О Wo
Фталевый ангидрид способен к ряду химических превращений. Ниже рассмотрены основные реакции фталевого ангидрида, многие из которых используются в промышленности органического синтеза.
При взаимодействии фталевого ангидрида со спиртами происходит его этерификация с образованием соответствующих эфиров. Например, при нагревании фталевого ангидрида с н-бутиловым спиртом в присутствии серной кислоты образуется дибутилфталат:
СО ^ /COOC4H9
I Il 0 + 2С4Н,ОН-=щб->1 1
V\c00c4h,
Аналогично получают диметилфталат, диэтилфталат, диизобу-тилфталат, диоктилфталат, диизооктилфталат и др. Многие фта-латы обладают ценным свойством — низкой температурой застывания, что позволяет применять их в качестве пластификаторов — добавок к пластическим массам, изделия из которых предназначаются для работы при температурах ниже 0° С. Например 5, диметилфталат застывает при —1°С, диэтилфталат — при —3° С, дибутилфталат—при —35° С и дигексилфталат — при —50° С. Диметилфталат применяют также как средство для отпугивания насекомых 6.
При нагревании фталевого ангидрида с многоатомными спиртами вначале образуются кислые эфиры. В промышленности наиболее часто в качестве многоатомного спирта применяется глицерин. В этом случае реакции образования кислых эфиров могут быть представлены следующим образом:
/ч/С° /СО-О—CH2-CH-CH2OH
О+ CHj-CH-CH2 , „
W I I I J 4VXc00H он со он он он
CH2—CH—CH2
I I I
о он о
2Ґ T Ъ + СН2—CH-CH2 —> І і
/| I) HOOC СО СО COOH
со он он он \ / \_/
со
Далее кислые эфиры подвергаются поликонденсации с образованием линейных полимеров. При последующем росте цепи возможно образование полиэфиров сетчатой структуры:
Q •
/ \ I
CO COO-CH2-CH-Ch2-OOC COO----
я ? я я
HOOC COO-CH2CHCH2-OOc COO-CH2CHCh2-OOC COO--.
I
о
I
HOOC соо—сн2—сн—сн2—оос со
Получаемые таким образом полиэфиры глицерина и фталевой кислоты под названием глифталей или глифталевых смол применяются в лакокрасочной промышленности1. Они известны также под названием алкидных смол. Однако чистые глифталевые смолы редко применяются из-за их плохой растворимости, несовместимости с растительными маслами и недостаточной водостойкости и большой хрупкости получаемых из них покрытий. Значительно чаще применяют глифталевые смолы, модифицированные жирными кислотами растительных масел или смоляными кислотами канифоли. Модифицированные глифтали представляют собой
смешанные эфиры примерно следующего строения (R — остаток модифицирующей кислоты):
----О—CH2-CH-CH2 CH2-CH-CH2 CH2-CH-CH2 CH2-CH-CH2----
I I I I I I I I I I
000 0000000
I I I I I I I I I I
со со со со со со со со со со
1 \ / і W 1 \ / і
* О « О " о -
Конденсацией фталевого ангидрида с бензолом получают ан-трахинон 8. Вначале по реакции Фриделя—Крафтса в присутствии хлористого алюминия синтезируют о-бензоилбензойную кислоту, а затем в присутствии концентрированной серной кислоты проводят циклизацию ее с образованием антрахинона:
СО CO CO
fY VA-^YY YY^Yf 4Y .
СО СО СО
I
ОН
По аналогичной схеме при конденсации фталевого ангидрида с производными бензола можно получить соответствующие производные антрахинона, которые, так же как антрахинон, используются в качестве промежуточных продуктов в производстве красителей. Например, если вместо бензола взять хлорбензол, то по указанной выше схеме может быть получен 2-хлорантрахинон:
СО г. СО г, СО Г1
fY 4O+IY ^ fY YY ^s- fY YY
^Y ^ ^4Y7 4^YcY
і
Cl
При конденсации фталевого ангидрида с толуолом образуется 2-метилантрахинон:
СО гн
//\/ \^\/СНз I Il IJ
СО
Конденсацией фталевого ангидрида с фенолом в присутствии серной кислоты или хлористого цинка получают индикатор фенолфталеин, являющийся производным трифенилметана 9. Схематиче-
