Этиле́нглико́ль (1,2-дигидроксиэтан, 1,2-диоксиэтан, этандиол-1,2), HO—CH2—CH2—OH — кислородсодержащее органическое соединение, двухатомный спирт, один из представителей полиолов (многоатомных спиртов). В очищенном виде представляет собой прозрачную бесцветную жидкость слегка маслянистой консистенции. Не имеет запаха и обладает сладковатым вкусом.

Не проявляет коррозионной активности к алюминию и нержавеющим сталям. Вещество токсично, взрыво- и пожароопасно. Случайный приём внутрь этиленгликоля в больших концентрациях может привести к отравлению.

История открытий и производства Этиленгликоль впервые был получен в 1859 году французским химиком Вюрцем из диацетата этиленгликоля омылением гидроксидом калия и в 1860-м гидратацией этиленоксида. Он не находил широкого применения до Первой мировой войны, когда в Германии его стали получать из дихлорэтана для использования в качестве замены глицерина при производстве взрывчатых веществ.

В США полупромышленное производство начато в 1917 году через этиленхлоргидрин. Первое крупномасштабное производство начато с возведением завода в 1925 году около Саут Чарлстона (Западная Вирджиния, США) компанией «Carbide and Carbon Chemicals Co.». К 1929 году этиленгликоль использовался практически всеми производителями динамита.

В 1937 компания Carbide начала первое крупномасштабное производство, основанное на газофазном окислении этилена до этиленоксида. Монополия компании Carbide на данный процесс продолжалась до 1953 года.

Получение

В промышленности этиленгликоль получают путём гидратации оксида этилена при 10 атм и 190‒200 °С или при 1 атм и 50‒100 °С в присутствии 0,1‒0,5 % серной или ортофосфорной кислоты, достигая 90 % выхода. Побочными продуктами при этом являются диэтиленгликоль, триэтиленгликоль и незначительное количество высших полимергомологов этиленгликоля.

Химические свойства Этиленгликоль обладает типичными для многоатомных спиртов химическими свойствами.

Обладает слабо выраженными кислотными свойствами, в частности, подобно кислотам взаимодействует с щелочными металлами.

Подвергается внутримолекулярной дегидратации до ацетальдегида

Взаимодействует с галогенводородными кислотами.

Применение Благодаря низкой стоимости этиленгликоль нашёл широкое применение в технике.

Смесь этиленгликоля с водой обладает существенно более низкой температурой замерзания, чем её компоненты (эвтектическая смесь 25% воды и 75% этиленгликоля замерзает при -75°), поэтому 60 % потребления этиленгликоля приходится на автомобильные антифризы и тормозные жидкости сам этиленгликоль коррозионно-пассивен, в смесь с водой для подавления её коррозионной активности добавляются ингибиторы коррозии при доле воды в 25 % смесь достигает наименьшей температуры замерзания в –75°С, при доле 35 % возрастает до −65 °С, при доле 40 % – до −49 °С, при доле 50 % – до −40 °С дополнительным удобством является повышение температуры кипения смеси Используется как теплоноситель с содержанием не более 50 % в системах отопления (в основном в частных домах) В качестве теплоносителя в виде раствора в автомобилях, в системах жидкостного охлаждения компьютеров; В производстве целлофана, полиуретанов и ряда других полимеров. Это второе основное применение; Как растворитель красящих веществ; В органическом синтезе:

в качестве высокотемпературного растворителя. для защиты карбонильной группы путём получения 1,3-диоксолана. Обработкой вещества с карбонильной группой в бензоле или толуоле этиленгликолем в присутствии кислого катализатора (толуолсульфоновой кислоты, BF3•Et2O и др.) и азеотропной отгонкой на насадке Дина-Старка образующейся воды. Например, защита карбонильной группы изофорона

1,3-диоксоланы могут быть получены также при реакции этиленгликоля с карбонильными соединениями в присутствии триметилхлорсиланаSYNTHESIS 1983, No 3,pp 203—205 или комплекса диметилсульфат-ДМФАLiebigs Annalen Chemie 1979, pp 1362—1369 1,3-диоксалана устойчивы к действию нуклеофилов и оснований. Легко регенерируют исходное карбонильное соединение в присутствии кислоты и воды. Как компонент противоводокристаллизационной жидкости «И». Для поглощения воды, для предотвращения образования гидрата метана (ингибитор гидратообразования), который забивает трубопроводы при добыче газа в открытом море. На наземных станциях его регенерируют путём осушения и удаления солей. Этиленгликоль является исходным сырьём для производства взрывчатого вещества нитрогликоля.

Этиленгликоль также применяется: при производстве конденсаторов при производстве 1,4-диоксана как теплоноситель в системах чиллер-фанкойл в качестве компонента крема для обуви (1‒2 %) в составе для мытья стёкол вместе с изопропиловым спиртом при криоконсервировании биологических объектов (в крионике) в качестве криопротектора. при производстве полиэтилентерефталата, пластика популярных ПЭТ-бутылок.

Очистка и осушение Осушается молекулярным ситом 4А, полуводным сульфатом кальция, сульфатом натрия, Mg+I2, фракционной перегонкой под пониженным давлением, азеотропной отгонкой с бензолом. Чистота полученного продукта легко определяется по плотности.

Таблица плотности водных растворов этиленгликоля, 20°С Концентрация %30 35 40 45 50 55 60Плотность, г/мл 1,050 1,058 1,067 1,074 1,082 1,090 1,098

Меры безопасности Этиленгликоль — горючее вещество. Температура вспышки паров 120 °C. Температура самовоспламенения 380 °C. Температурные пределы воспламенения паров в воздухе, °С: нижний — 112, верхний — 124. Пределы воспламенения паров в воздухе от нижнего до верхнего, 3,8‒6,4 % (по объёму).

Этиленгликоль умеренно токсичен. По степени воздействия на организм относится к веществам 3-го класса опасности.

Летальная доза при однократном пероральном употреблении составляет 100‒300 мл этиленгликоля (1,5‒5 мл/кг массы тела)Е. Ю. Бонитенко и др. Отравления этиленгликолем и его эфирами  — СПб.: «Изд-во НИИХ СПбГУ», 2003 г. — Medline.Ru . Имеет относительно низкую летучесть при нормальной температуре, пары́ обладают не столь высокой токсичностью и представляют опасность лишь при хроническом вдыхании, однако при этом об опасности сигнализируют раздражение и кашель. Противоядием при отравлении этиленгликолем являются этанол и 4-метилпиразол.

В организме метаболизируется путём окисления до альдегида гликолевой кислоты и далее до гликолевой кислоты, которая затем распадается до муравьиной кислоты и диоксида углерода. Также он частично окисляется до щавелевой кислоты, соли которой вызывают повреждения почечной ткани и мочеточников. Этиленгликоль и его метаболиты выводятся из организма с мочой.

См. также Диэтиленгликоль Триэтиленгликоль Полиэтиленгликоль Глицерин Бутилгликоль

Примечания

Ссылки ГОСТ 19710-83. Этиленгликоль. Технические условия. Об отравлениях этиленгликолем Hairong Yue, Yujun Zhao, Xinbin Ma and Jinlong Gong. Ethylene glycol: properties, synthesis, and applications. Critical Review  — Chemical Society Reviews. Issue 11, 2012, 41, 4218-4244. DOI: 10.1039/C2CS15359A

Категория:Нефтехимия Категория:Двухатомные спирты Категория:Продукция основного органического синтеза Категория:Климатическое и холодильное оборудование