求苯二甲酸与乙二醇的缩聚反应的化学方程式。
苯二甲酸与乙二醇的缩聚反应的化学方程式为:
nHO-CH₂-CH₂-OH + n HOOC-C₆H₄-COOH→[—O-CH₂-CH₂-O-OC-C₆H₄-CO—]n +2n H₂O
苯二甲酸是一种白色针状结晶或粉末。可燃。低毒。该品绝大部分用于生产聚对苯二甲酸乙二酯(聚酯),是聚酯纤维、薄膜、塑料制品、绝缘漆及增塑剂的重要原料,也用于医药、染料及其他产品的生产。
乙二醇又名“甘醇”、“1,2-亚乙基二醇”,简称EG。化学式为(CH₂OH)₂,是最简单的二元醇。乙二醇是无色无臭、有甜味液体,对动物有毒性,人类致死剂量约为1.6 g/kg。
乙二醇能与水、丙酮互溶,但在醚类中溶解度较小。用作溶剂、防冻剂以及合成涤纶的原料。乙二醇的高聚物聚乙二醇(PEG)是一种相转移催化剂,也用于细胞融合;其硝酸酯是一种炸药。
扩展资料:
苯二甲酸合成方法
生产方法: 工业上采用最广、最经济的生产方法,是以对二甲苯为原料的高温液相氧化法。对苯二甲酸的其他生产方法还有对二甲苯低温氧化法、苯酐转位法、甲苯氧化歧化法等。
1、对二甲苯高温氧化法对二甲苯以乙酸为溶剂,以乙酸钴-乙酸锰为催化剂,以四溴乙烷为助催化剂,于221-225℃,2.5-3.0MPa下氧化生成对苯二甲酸。对苯二甲酸在乙酸中溶解度不大,氧化产物呈泥浆状,经离心分离、干燥后即得粗对苯二甲酸。
其中最有害的杂质是对羧基苯甲醛,含量1000-5000ppm。将粗品在280-290℃、约7MPa压力下溶解于水中,然后在把催化剂存在下进行加氢处理,除去对羧基苯甲酸,经结晶、过滤、洗涤、干燥,即得纤维级对苯二甲酸。
2、对二甲苯低温氧化法原料对二甲苯在醋酸溶剂中,以醋酸钴(或醋酸锰)及溴化物为催化剂,以三聚乙醛为氧化促进剂,在100-130℃温度和3MPa压力下,用空气一步低温氧化,反应产物用醋酸洗涤,然后干燥得产品对苯二甲酸。
参考资料来源:百度百科——苯二甲酸
参考资料来源:百度百科——乙二醇
(一)对苯二甲酸与乙二醇发生缩聚反应生成聚酯纤维,反应方程式为:,
答案为:;
(二)(1)由结构简式可知化合物Ⅰ中含有7个C、6个H、3个O,则分子式为C7H6O3,化合物Ⅰ含有酚羟基和羧基,都具有酸性,能与NaOH发生反应,则1mol化合物Ⅰ最多可与2molNaOH反应,
故答案为:C7H6O3;2;
(2)由物质I、Ⅱ的结构可知,反应①发生取代反应,同时还生成HBr,化学方程式为:CH2=CH-CH2Br+
| △ |
故答案为:CH2=CH-CH2Br+
| △ |
(3)化合物I的同分异构体,能发生银镜反应,说明应含有-CHO,也可以是甲酸形成的酯基,苯环上一溴代物只有2种,说明只有两种不同的位置,结构应对称,若侧链为-OH、-OOCH,处于对位,侧链可以为1个-CHO、2个-OH,三个基团相邻,且-CHO在两个羟基之间,或者三个基团处于间位,符合条件的同分异构体有:、、,
故答案为:、、;
(4)A.化合物Ⅱ含有氯原子、氧原子,不属于烃,故A错误;
B,化合物Ⅱ含有醚键、酰氯结构,能与乙醇反应,故C错误;
C.化合物Ⅱ含有碳碳双键,可以发生加聚反应,故C正确;
D.化合物Ⅱ含有碳碳双键,能使溴的四氯化碳溶液褪色,故D正确;
故答案为:CD;
(5)由Ⅲ、Ⅳ的结构可知,Ⅲ中氯原子被取代生成Ⅳ,反应③的反应类型是:取代反应;
化合物与Ⅲ发生取代反应生成脱去1分子HCl,而生成,
故答案为:取代反应;.
涤纶聚酯由对苯二甲酸与乙二醇缩聚而成,遵循线形缩聚的普遍规律。生产涤纶聚酯,先后发展有酯交换法和直接酯化法两种合成技术。
(1)酯交换法或间接酯化法
这是传统生产方法,由甲酯化,酯交换,终缩聚三步组成,甲酯化的目的是便于对苯二甲酸二甲酯精制提纯。
①甲酯化 对苯二甲酸与稍过量甲醇反应,先酯化成对苯二甲酸二甲酯。蒸出水分,多余甲醇,苯甲酸甲酯等低沸物,再经精馏,即得纯的对苯二甲酸二甲酯。
②酯交换 190~200℃下,以醋酸镉和三氧化锑作催化剂,使对苯二甲酸二甲酯与乙二醇(摩尔比约1:2.4)进行酯交换反映,形成聚酯低聚物。馏出甲醇,使酯交换充分。
③终缩聚 在高于涤纶熔点下,如283℃,以三氧化锑为催化剂,使对苯二甲酸乙二醇酯自缩聚或酯交换,借减压和高温,不断馏出副产物乙二醇,逐步提高聚合度。
甲酯化和酯交换阶段,并不考虑等基团数比。终缩聚阶段,根据乙二醇的馏出量,自然的调节两基团数的比,逐步逼近等物质的量,略使乙二醇过量,封锁分子两端,达到预定聚合度。
(2)直接酯化法
对苯二甲酸提纯技术解决后,这是优先选用的经济方法。对苯二甲酸与过量乙二醇在200℃下先酯化成低聚合度(如X=1~4)聚对苯二甲酸乙二醇酯,而后在280℃下终缩聚成高聚合度的最终聚酯产品(n=100~200),这一步与间接酯化法相同。
随着缩聚反应程度的提高,体系粘度增加。在工程上,将缩聚分段在两反应器内进行更为有利。前段预缩聚:270℃,2000~3300Pa。后段终缩聚:280~285℃,60~130Pa。
2、缩聚,可能会生成水。
常见的有以下几个例子,
(1)苯酚与甲醛,n
c6h5-oh
+
n
hcho
->
酚醛树脂
+
nh2o
酚醛树脂的结构,在书上可以查到,你注意观察,是-oh的2个邻位的h下来,与甲醛的1个o结合,生成h2o,所以1个苯酚与1个甲醛,生成1个h2o,n个则生成n个h2o
(2)形成聚酯
乙二酸与乙二醇
n
hooc-cooh
+
n
ho-ch2ch2-oh
->
-[oc-cooch2ch2o]n-
+
2nh2o
或者,n
hooc-cooh
+
n
ho-ch2ch2-oh
->
ho-[oc-cooch2ch2o]n-h
+
(2n-1)h2o
注意两个反应的相同和不同了吗?
首先,都是酸提供oh,醇提供h,形成h2o
乙二酸,提供2个oh,乙二醇,提供2个h,形成2个h2o
所以,n个,就是,2n个h2o
但是,第二种写法的高聚物的两头,各连上了一个基团,来自1个h2o,相当于,将1个h2o拆成oh和h,连在了链的两头,所以,h2o就是2n-1了
乳酸的缩聚
n
hoch(ch3)cooh
->
-[och(ch3)co]n-
+
nh2o
或者,n
hoch(ch3)cooh
->
h-[och(ch3)co]n-oh
+
(n-1)h2o
注意到,乳酸,自己又有羧基,又有羟基,本身可以提供1个oh和1个h,形成1个h2o,所以,生成n个h2o
但是第二种写法,同样将1个h2o拆成h和oh,放在链的两头,因此h2o就是(n-1)了
由对苯二甲酸乙二醇酯发生脱水缩合反应而来
nHOOC-C6H4-COOH + nHOCH2CH2OH --缩合-→ [-CO-C6H4-COO-CH2CH2-O-]n + nH2O
聚对苯二甲酸乙二醇酯 化学式为-OCH2-CH2OCOC6H4CO- 英文名: polyethylene terephthalate,简称PET,为高聚合物,由对苯二甲酸乙二醇酯发生脱水缩合反应而来。对苯二甲酸乙二醇酯是由对苯二甲酸和乙二醇发生酯化反应所得。PET 是乳白色或浅黄色、高度结晶的聚合物,表面平滑有光泽。在较宽的温度范围内具有优良的物理机械性能,长期使用温度可达120℃,电绝缘性优良,甚至在高温高频下,其电性能仍较好,但耐电晕性较差,抗蠕变性,耐疲劳性,耐摩擦性、尺寸稳定性都很好。