Tereftalik asit - Terephthalic acid
İsimler | |
---|---|
Tercih edilen IUPAC adı
Benzen-1,4-dikarboksilik asit |
|
Diğer isimler
1,4-Benzendioik asit
Benzen-1,4-dioik asit Tereftalik asit para -Ftalik asit TPA PTA BDC |
|
tanımlayıcılar | |
3B model ( JSmol )
|
|
3DMet | |
1909333 | |
chebi | |
CHEMBL | |
Kimyasal Örümcek | |
ECHA Bilgi Kartı | 100.002.573 |
AT Numarası | |
50561 | |
fıçı | |
PubChem Müşteri Kimliği
|
|
RTECS numarası | |
ÜNİİ | |
CompTox Panosu ( EPA )
|
|
|
|
|
|
Özellikleri | |
Cı 8 H 6 O 4 | |
Molar kütle | 166.132 g·mol -1 |
Görünüm | Beyaz kristaller veya toz |
Yoğunluk | 1.522 g / cc 3. |
Erime noktası | 427 °C (801 °F; 700 K) sızdırmaz bir tüp içinde. Standart atmosfer basıncında süblimleşir. |
Kaynama noktası | ayrışır |
20 °C'de 0,0015 g/100 mL | |
çözünürlük | polar organik çözücüler sulu baz |
Asit (s K a ) | 3.51, 4.82 |
-83,51 x 10 -6 cm 3 / mol | |
Yapı | |
2.6D | |
Tehlikeler | |
Güvenlik Bilgi Formu |
Bakınız: veri sayfası MSDS sayfası |
GHS piktogramları | |
GHS Sinyal kelimesi | Uyarı |
H315 , H319 , H335 | |
P261 , P264 , P271 , P280 , P302+352 , P304+340 , P305+351+338 , P312 , P321 , P332+313 , P337+313 , P362 , P403+233 , P405 , P501 | |
Bağıntılı bileşikler | |
İlgili karboksilik asitler
|
Ftalik asit İzoftalik asit Benzoik asit p -Toluik asit |
Bağıntılı bileşikler
|
p-Ksilen Polietilen tereftalat Dimetil tereftalat |
Ek veri sayfası | |
Kırılma indisi ( n ), Dielektrik sabiti (ε r ), vb. |
|
termodinamik
veriler |
Faz davranışı katı-sıvı-gaz |
UV , IR , NMR , MS | |
Aksi belirtilmedikçe, veriler standart durumdaki malzemeler için verilmiştir (25 °C [77 °F], 100 kPa'da). |
|
doğrulamak ( nedir ?) | |
Bilgi kutusu referansları | |
Tereftalik asit , bir olan bir organik bileşik ile , formül Cı 6 H 4 (C = 2 H) , 2 . Bu beyaz katı, temel olarak giysi ve plastik şişe yapımında kullanılan polyester PET'in öncüsü olarak kullanılan bir emtia kimyasalıdır . Yılda birkaç milyon ton üretiliyor. Ortak isim, terebentin üreten ağaç Pistacia terebinthus ve ftalik asitten türetilmiştir .
Tarih
Tereftalik asit ilk olarak 1846'da Fransız kimyager Amédée Cailliot (1805-1884) tarafından terebentinden izole edildi. Tereftalik asit, II . Dünya Savaşı'ndan sonra endüstriyel olarak önemli hale geldi . Tereftalik asit, p- ksilenin seyreltik nitrik asit ile oksidasyonu ile üretilmiştir . p- ksilenin hava oksidasyonu, daha fazla hava oksidasyonuna direnen p- toluik asit verir . Dönüştürülmesi s için toluik asit metil p-toluat (CH 3 Cı 6 H 4 CO 2 CH 3 ) ayrıca esterleştirilmektedir monometil tereftalat, daha da oksidasyon için yolu açar dimetil tereftalat . 1955'te Mid-Century Corporation ve ICI, p- toluik asidin teraftalik aside bromür destekli oksidasyonunu duyurdu . Bu yenilik, ara maddelerin izole edilmesine gerek kalmadan p- ksilenin tereftalik aside dönüştürülmesini sağladı . Amoco (Indiana Standard Oil olarak) Mid-Century/ICI teknolojisini satın aldı.
sentez
Amoco süreci
Dünya çapında yaygın olarak benimsenen Amoco işleminde tereftalik asit, p- ksilenin katalitik oksidasyonu ile üretilir :
Proses bir kobalt – manganez – bromür katalizörü kullanır . Bromür kaynağı sodyum bromür , hidrojen bromür veya tetrabromoetan olabilir . Brom, rejeneratif bir serbest radikal kaynağı olarak işlev görür . Asetik asit çözücüdür ve sıkıştırılmış hava oksitleyici görevi görür. Brom ve asetik asit kombinasyonu oldukça aşındırıcıdır ve titanyum ile kaplanmış olanlar gibi özel reaktörler gerektirir . Bir p- ksilen , asetik asit , katalizör sistemi ve sıkıştırılmış hava karışımı bir reaktöre beslenir.
mekanizma
p- ksilenin oksidasyonu, bir serbest radikal prosesi ile ilerler. Brom radikalleri, kobalt ve manganez hidroperoksitleri ayrıştırır. Ortaya çıkan oksijen bazlı radikaller, aromatik halkadan daha zayıf C-H bağlarına sahip olan bir metil grubundan hidrojeni soyutlar. Birçok ara ürün izole edilmiştir. p -ksilen dönüştürülür s toluik asit etkisi nedeniyle, p-ksilen daha az reaktiftir, elektron çeken karboksilik asit grubu. Eksik oksidasyon , genellikle sorunlu bir safsızlık olan 4-karboksibenzaldehit (4-CBA) üretir .
Zorluklar
Asetik asit çözücünün yaklaşık %5'i bozunma veya "yanma" ile kaybolur. Dekarboksilasyon ile benzoik aside ürün kaybı yaygındır. Yüksek sıcaklık, zaten oksijen açlığı çeken bir sistemde oksijen çözünürlüğünü azaltır. Saf oksijen nedeniyle yanıcı organik-O tehlikelere geleneksel sistemde kullanılamaz 2 karışımları. Bunun yerine atmosferik hava kullanılabilir, ancak reaksiyona girdikten sonra serbest bırakılmadan önce toksinlerden ve metilbromür gibi ozon tüketenlerden arındırılması gerekir . Ek olarak, bromürlerin yüksek sıcaklıklarda aşındırıcı doğası, reaksiyonun pahalı titanyum reaktörlerde yürütülmesini gerektirir.
Alternatif reaksiyon ortamı
Karbondioksit kullanımı , orijinal endüstriyel süreçle ilgili birçok sorunun üstesinden gelir. CO için 2 daha iyi bir alev inhibitörü olan N 2 , CO 2 ortamında düşük alev alma tehlikesi olan, hava yerine, direkt olarak saf oksijen kullanımını sağlar. Çözelti içinde moleküler oksijen çözünürlüğünün, CO içinde geliştirilir 2 ortamı. Sistem için daha fazla oksijen mevcut olduğundan, süper kritik karbon dioksit ( T c = 31 °C), ticari prosese göre daha az yan ürün, daha düşük karbon monoksit üretimi, daha az dekarboksilasyon ve daha yüksek saflık ile daha eksiksiz oksidasyona sahiptir .
Olarak süperkritik su ortamında, oksidasyon etkili bir MnBr ile katalize edilebilir 2 saf O ile 2 , orta-yüksek sıcaklık. Çözücü olarak asetik asit yerine süper kritik su kullanılması çevresel etkiyi azaltır ve maliyet avantajı sağlar. Bununla birlikte, bu tür reaksiyon sistemlerinin kapsamı, endüstriyel prosesten (300−400 °C, >200 bar) bile daha sert koşullarla sınırlıdır.
Destekleyiciler ve katkı maddeleri
Herhangi bir büyük ölçekli proseste olduğu gibi, potansiyel faydalı etkiler için birçok katkı maddesi araştırılmıştır. Aşağıdakilerle umut verici sonuçlar bildirilmiştir.
- Ketonlar, aktif kobalt(III) katalizörünün oluşumu için hızlandırıcılar olarak hareket eder. Özellikle a-metilen gruplarına sahip ketonlar, kobalt(II)'yi oksitlediği bilinen hidroperoksitlere oksitlenir. Bütanon sıklıkla kullanılır.
- Zirkonyum tuzları, Co-Mn-Br katalizörlerinin aktivitesini arttırır. Seçicilik de geliştirildi.
- N-Hidroksiftalimid , oldukça aşındırıcı olan bromürün potansiyel bir ikamesidir. Ftalimid, oksil radikalinin oluşumuyla işlev görür.
- Guanidin, birinci metilin oksidasyonunu inhibe eder, ancak toluik asidin genellikle yavaş oksidasyonunu arttırır.
alternatif rotalar
Tereftalik asit laboratuarda , kimyon yağı veya simen ve kimyon ile kromik asit karışımı dahil olmak üzere birçok para- disübstitüe benzen türevini oksitleyerek hazırlanabilir .
Ticari olarak önemli olmasa da , sırasıyla şirketin ve patent sahibinin adını taşıyan " Henkel süreci" veya "Raecke süreci" olarak adlandırılır. Bu işlem, karboksilat gruplarının transferini içerir. Örneğin potasyum benzoat, potasyum tereftalat ile orantısızlaşır ve potasyum ftalat , potasyum tereftalat olarak yeniden düzenlenir.
Lummus (şimdi bir yan McDermott Uluslararası ) ile elde edilebilir dinitril, bir rota bildirmiştir amoksidasyonu arasında p -ksilen.
Uygulamalar
Neredeyse tüm dünyadaki tereftalik asit ve dimetil tereftalat tedariki, polietilen tereftalat (PET) öncüsü olarak tüketilmektedir . 1970 yılında dünya üretimi 1,75 milyon ton civarındaydı. 2006 itibariyle, küresel saflaştırılmış tereftalik asit (PTA) talebi 30 milyon tonu aşmıştı. Polibütilen tereftalat ve diğer birçok mühendislik polimerinin üretiminde tereftalik asit için daha küçük ama yine de önemli bir talep mevcuttur .
Diğer kullanımlar
- PTA bazlı polyester elyaflar, hem tek başına hem de doğal ve diğer sentetik elyaflarla karışım halinde kolay kumaş bakımı sağlar . Polyester filmler, ses ve video kayıt bantlarında, veri saklama bantlarında, fotoğraf filmlerinde, etiketlerde ve hem boyutsal kararlılık hem de dayanıklılık gerektiren diğer levha malzemelerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.
- Boyada taşıyıcı olarak tereftalik asit kullanılır.
- Tereftalik asit, dioktil tereftalat ve dibütil tereftalat gibi tereftalat plastikleştiricileri yapmak için bir hammadde olarak kullanılır .
- İlaç endüstrisinde bazı ilaçlar için hammadde olarak kullanılır.
- Bu son kullanımlara ek olarak , sıcak eriyik yapıştırıcılarda tereftalik asit bazlı polyesterler ve poliamidler de kullanılmaktadır.
- PTA, toz ve suda çözünür kaplamalar için düşük moleküler ağırlıklı doymuş polyesterler için önemli bir hammaddedir .
- Araştırma laboratuvarında, tereftalik asit, metal-organik çerçevelerin sentezi için bir bileşen olarak popüler hale getirilmiştir .
- Analjezik ilaç oksikodon bazen bir tereftalat tuzu olarak gelir; bununla birlikte, oksikodonun daha olağan tuzu hidroklorürdür . Farmakolojik olarak, bir miligram terephthalas oxycodonae , 1.13 mg hydrochloridum oxycodonae'ye eşdeğerdir .
- Tereftalik asit, bazı askeri sis bombalarında , özellikle de Amerikan M83 sis bombası ve M90 araçta kullanılan sis bombasında dolgu maddesi olarak kullanılır ve yakıldığında görsel ve yakın kızılötesi spektrumda engelleyici olarak hareket eden kalın beyaz bir duman üretir .
çözünürlük
Tereftalik asit suda ve alkollerde az çözünür; sonuç olarak, yaklaşık 1970'e kadar tereftalik asit, dimetil esteri olarak saflaştırıldı . Isıtıldığında süblimleşir.
|
|
toksisite
Çok düşük olan ester, tereftalik asit ve dimetil toksisite ile, LD 50 sn , 1 g / kg üzerinde (oral, fare).
Referanslar
Dış bağlantılar ve daha fazla okuma
- Tedder, J.M.; Nechvatal, A.; Tubb, A.H., ed. (1975). Temel Organik Kimya: Bölüm 5, Endüstriyel Ürünler . Chichester, Birleşik Krallık: John Wiley & Sons. ISBN'si 9780471850144.
- Uluslararası Kimyasal Güvenlik Kartı 0330
Ayrıca bakınız
- Polisikloheksilendimetilen tereftalat tereftalik asitten oluşan bir termoplastik polyester