Отщепление воды от спиртов (реакция дегидротации)

При действии на одноатомные спирты различных водоотнимающих средств происходит отщепление отщепление молекулы воды. При этом атом водорода отщепляется от углеродного атома, соседнего с тем, при котором находится гидроксильная группа спирта, что приводит к образованию непредельного углеводорода:

В этой реакции также проявляется правило Зайцева, если есть выбор, водород отщепляется преимущественно от того, который содержит меньшее число атомов водорода.

Дегидратация спиртов происходит, например, при пропускании их паров над нагретой до 350−500С окисью алюминия. Старый лабораторный метод заключается в нагревании спиртов с концентрированной Н2SO4; обычно так получают по приведенной выше реакции этилен из этилового спирта.

При смешении концентрированной Н2SO4 со спиртом вначале образуется сложный эфир — алкилсерная кислота. Например:

При нагревании алкилсерная кислота разлагается с образованием непредельного углеводорода и серной кислоты:

Отдельные представители этиленовых углеводородов

Этилен. Как уже было указано, этилен может быть получен из этилового спирта действием концентрированной H2SO4. В промышленности используют этилен газов крекинга, а так же этилен, получаемый дегидрированием этана, входящего в состав попутного нефтяного газа. Этилен — бесцветный горючий газ, почти без запаха; в воде при 0 оС растворяется до ј объема этилена. (Теплота сгорания 11 200 ккал/кг, температура самовоспламенения 540 оС; область воспламенения 3−32% объемных; в воздухе горит слабокоптящим пламенем.) (Минимально взрывоопасное содержание кислорода при разбавлении этилено-воздушных смесей углекислым газом 12,1% объемн.; азотом 10% объемн.; максимальная нормальная скорость горения 0,74 м/сек; Температура горения = 2112 оС. Устойчив, приблизительно, до температуры 350 оС. Выше этой температуры начинает разлагаться на метан и ацетилен. При более высоких температурах этилен разлагается на ацетилен и водород. Для предотвращения взрыва при аварийном истечении этилена и тушения факела в закрытых объемах необходима минимальная концентрация СО2 — 42% объемн.; азота — 52% объемн.).

Этилен находит применение как исходное вещество для синтеза этанола, различных галогенпроизводных, окиси этилена, иприта, для получения полиэтилена других синтетических высокополимеров. Имеет значительное применение для ускорения созревания овощей и фруктов. Для этой цели при 18−20С достаточно добавить к воздуху 0,005−0,01 объемного процента этилена.

Пропилен входит в состав газов крекинга. Может быть получен дегидированием пропана, входящего в состав попутного нефтяного газа. Служит сырьем для получения глицерина и изопропилового спирта; из последнего затем получают ацетон. Полимеризацией пропилена получают полипропилен:

В качестве катализатора используют смесь триэтилалюминия Al (C2H5)3 с четыреххлористым титаном TiCl4 (катализатор Циглера-Натта).

(Полипропилен по ряду свойств превосходит полиэтилен. Имеет более высокую температуру плавления (164−170С), чем полиэтилен. Молекулярный вес 60 000−200 000. Стоек к действию кислот и масел даже при повышенной температуре. Полипропиленовая пленка прозрачнее полиэтиленовой. Вследствие большей устойчивости ее к действию теплоты пищевые продукты, упакованные в полипропленовую пленку, могут быть подвергнуты стерилизации. По имеющимся данным, волокно из полипропилена по прочности превосходит все другие синтетические волокна).

Пропилен бесцветны горючий газ. (Теплота сгорания 10 900 ккал/кг; растворимость в воде незначительна. Температура самовоспламенения 410С; область воспламенения 2,2−10,3% объемн; максимальная нормальная скорость горения 0,683 м/сек. Минимальное взрывоопасное содержание кислорода при разбавлении пропиленово-водушных смесей углекислым газом — 14,6% объемн.; азотом — 11,9% объемн. Для предупреждения взрыва при аварийном истечении пропилена и тушения факела в закрытых объемах минимальная концентрация СО2 — 305 объемн.; азота — 43% объемн.).

Бутилены (1-бутен и 2-бутен), (изобутилен) — бесцветные горючие газы. Вместе с бутаном их выделяют из паров крекинга (бутанбутиленовая фракция). Путем дегидрирования эту смесь превращают в 1,3-бутадиенисходное сырье для получения одного из видов синтетического каучука. (Теплота сгорания 10 800 ккал/кг; Температура самовоспламенения 384С, область воспламенения 1,69−9,4% объемн.).

При полимеризации изопропилена с катализаторами (фтористый бор-BF3 или хлористый алюминий AlF3) ценный высокополимер — полиизобутилен: