新戊二醇在酯化反应中很难反应么
基本简介醇跟羧酸或含氧无机酸生成酯和水,这种反应叫酯化反应.分两种情况:羧酸跟醇反应和无机含氧酸跟醇反应.羧酸跟醇的反应过程一般是:羧酸分子中的羟基与醇分子中羟基的氢原子结合成水,其余部分互相结合成酯.这是曾用示踪原子证实过的.口诀:酸去羟基醇去羟基氢(酸脱氢氧醇脱氢).酯的读法:R酸R1酯("R"是指R酸中的"R";"R1"是指R1醇中的"R1") 羧酸跟醇的酯化反应是可逆的,并且一般反应极缓慢,故常用浓硫酸作催化剂.多元羧酸跟醇反应,则可生成多种酯.乙酸和乙醇在浓硫酸加热的条件下反应生成乙酸乙酯和水 CH3COOH+C2H5OH---(可逆符号)CH3COOC2H5+H2O 乙二酸跟甲醇可生乙二酸氢甲酯或乙二酸二甲酯 HOOC—COOH+CH3OH→(可逆符号)HOOC—COOCH3+H2O 无机强酸跟醇的反应,其速度一般较快,如浓硫酸跟乙醇在常温下即能反应生成硫酸氢乙酯.C2H5OH+HOSO2OH→(可逆符号)C2H5OSO2OH+H2O 硫酸氢乙酯 C2H5OH+C2H5OSO2OH→(可逆符号)(C2H5O)2SO2+H2O 硫酸二乙酯 多元醇跟无机含氧强酸反应,也生成酯.一般来说,除了酸和醇直接酯化外能发生酯化反应的物质还有以下三类:酰卤和醇、酚、醇钠发生酯化反应; 酸酐和醇、酚、醇钠发生酯化反应; 烯酮和醇、酚、醇钠发生酯化反应; [1]若浓硫酸和乙醇发生反应怎么办?酯如果在碱性条件下会水解成相应的醇和有机酸盐.如CH3CO-OCH2CH3+NaOH→CH3COONa+CH3CH2OH,酯在无机酸性条件下会水解成相应的酸和醇:CH3CO-OCH2CH3+H2O→(可逆符号)(条件是H+)CH3COOH+CH3CH2OH 反应特点属于可逆反应,一般情况下反应进行不彻底,依照反应平衡原理,要提高酯的产量,需要用从产物分离出一种成分或使反应物其中一种成分过量的方法使反应正方向进行.酯化反应属于单行双向反应.属于取代反应编辑本段反应机理在酯化反应中,存在着一系列可逆的平衡反应步骤.步骤②是酯化反应的控制步骤,而步骤④是酯水解的控制步骤.这一反应是SN2反应,经过加成-消除过程.原理反应式采用同位素标记醇的办法证实了酯化反应中所生成的水是来自于羧酸的羟基和醇的氢.但羧酸与叔醇的酯化则是醇发生了烷氧键断裂,中间有碳正离子生成.在酯化反应中,醇作为亲核试剂对羧基的羰基进行亲核攻击,在质子酸存在时,羰基碳更为缺电子而有利于醇与它发生亲核加成.如果没有酸的存在,酸与醇的酯化反应很难进行.[2] 典型反应乙醇和醋酸进行酯化生成具有芳香气味的乙酸乙酯,是制造染料和医药的原料.在某些菜肴烹调过程中,如果同时加醋和酒,也会进行部分酯化反应,生成芳香酯,使菜肴的味道更鲜美.如果要使反应达到工业要求,需要以硫酸作为催化剂,硫酸同时吸收反应过程生成的水,以使酯化反应更彻底.反应方程式如下:乙酸的酯化反应制乙酸乙酯的方程式:CH3COOH+CH3CH2OH===CH3COOC2H5+H2O (可逆反应、加热、浓硫酸催化剂) 甲醇和对苯二甲酸进行酯化反应,会生成对苯二甲酸二甲酯,而对苯二甲酸二甲酯与乙二醇发生酯交换反应,可以生成聚对苯二甲酸乙二酯,即涤纶.醇类和无机酸也能进行酯化反应,例如甲醇和硫酸反应生成硫酸二甲酯,是一种甲基化试剂,可以为碳水化合物引入甲基.[3] 编辑本段反应类型费歇尔酯化反应酯化反应一般是可逆反应.传统的酯化技术是用酸和醇在酸(常为浓硫酸)催化下加热回流反应.这个反应也称作费歇尔酯化反应.浓硫酸的作用是催化剂和失水剂,它可以将羧酸的羰基质子化,增强羰基碳的亲电性,使反应速率加快;也可以除去反应的副产物水,提高酯的产率.如果原料为低级的羧酸和醇,可溶于水,反应后可以向反应液加入水(必要时加入饱和碳酸钠溶液),并将反应液置于分液漏斗中作分液处理,收集难溶于水的上层酯层,从而纯化反应生成的酯.碳酸钠的作用是与羧酸反应生成羧酸盐,增大羧酸的溶解度,并减少酯的溶解度.如果产物酯的沸点较低,也可以在反应中不断将酯蒸出,使反应平衡右移,并冷凝收集挥发的酯.但也有少数酯化反应中,酸或醇的羟基质子化,水离去,生成酰基正离子或碳正离子中间体,该中间体再与醇或酸反应生成酯.这些反应不遵循“酸出羟基醇出氢”的规则.羧酸经过酰氯再与醇反应生成酯.酰氯的反应性比羧酸更强,因此这种方法是制取酯的常用方法,产率一般比直接酯化要高.对于反应性较弱的酰卤和醇,可加入少量的碱,如氢氧化钠或吡啶.H3C-COCl + HO-CH2-CH3 → H3C-COO-CH2-CH3 + H-Cl 羧酸经过酸酐再与醇反应生成酯.羧酸经过羧酸盐再与卤代烃反应生成酯.反应机理是羧酸根负离子对卤代烃α-碳的亲核取代反应. Steglich酯化反应羧酸与醇在DCC和少量DMAP的存在下酯化.这种方法尤其适用于三级醇的酯化反应.DCC是反应中的失水剂,DMAP则是常用的酯化反应催化剂. 山口酯化反应2,4,6-三氯苯甲酰氯与羧酸底物作用生成混酐使羧酸活化,继而与醇顺利作用成酯.DMAP为酯化的催化剂.[3]
聚酯多元醇通常是由有机二元羧酸(酸酐或酯)与多元醇(包括二元醇)缩合(或酯交换)或由内酯与多元醇聚合而成。二元酸有苯二甲酸或苯二甲酸酐或其酯、己二酸、卤代苯二甲酸等。多元醇有乙二醇、丙二醇、一缩二乙二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、1,4-丁二醇等。硬质聚氨酯泡沫塑料所用的聚酯以芳香族聚酯多元醇居多。涂料用聚酯树脂(分子量2000-5000)主要以新戊二醇和间、对苯二甲酸等。弹性聚氨酯材料最常用的聚酯多元醇是由己二酸与乙二醇缩合制得,可加入少量三元醇如三羟甲基丙烷替代部分二醇制得轻度支化的聚酯,其相对分子质量为2000左右。软泡用聚酯多元醇是相对分子质量较低的线性或轻度支化的端羟基饱和聚酯。
1、常温下产品为乳白色或微黄色固体。熔解后为无色透明或浅黄色透明油状液体,几乎无异味。
2、溶解性:几乎不溶于水,可溶于丙酮,甲乙酮,醇类,乙酸乙酯等有机溶剂。
3、化学性质:与含有--NCO基团的多异氰酸酯反应,生成聚氨酯。
(1)本产品对酸值进行了严格的控制,以保证其与异氰酸酯反应时不至于产生过多的CO2气泡而影响产品质量。
(2)对用于聚酯,TDI、MOCA体系的聚酯不加任何催化剂,以保证制品的物理机械性能及化学性能,同时在浇注过程中釜中寿命长,流动性能好,以便于手工及机械浇注操作;对用于聚酯,MDI、醇类体系的聚酯,根据用途可加入适量的稳定剂,以保证聚酯与MDI反应过程平稳进行,生成均匀结构的预聚体,从而保证最终产品的物理机械性能及化学性能,产品质量稳定。
(3)用于热塑性聚氨酯弹性体或其它方面的聚酯可根据需要添加适量助剂。
(4)用于水性聚氨酯涂料方面,聚酯多元醇使涂膜强度高、硬度大、弹性小,可用作木器漆等;聚酯多元醇分子量变大,涂膜力学性能下降,当达到一定分子量(Mn=3000)时,力学性能又上升。
4、聚酯具有通用性,对不同配方要求又有专门的聚酯相对应,以适应不同产品的用途和性能。
5、聚酯,出厂时水含量均小于0.03%。
聚酯多元醇的成分
聚酯多元醇通常是由有机二元羧酸(酸酐或酯)与多元醇(包括二元醇)缩合(或酯交换)或由内酯与多元醇聚合而成。二元酸有苯二甲酸或苯二甲酸酐或其酯、己二酸、卤代苯二甲酸等。多元醇有乙二醇、丙二醇、一缩二乙二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、1,4-丁二醇等。硬质聚氨酯泡沫塑料所用的聚酯以芳香族聚酯多元醇居多。涂料用聚酯树脂(分子量2000-5000)主要以新戊二醇和间、对苯二甲酸等。弹性聚氨酯材料最常用的聚酯多元醇是由己二酸与乙二醇缩合制得,可加入少量三元醇如三羟甲基丙烷替代部分二醇制得轻度支化的聚酯,其相对分子质量为2000左右。软泡用聚酯多元醇是相对分子质量较低的线性或轻度支化的端羟基饱和聚酯。
聚酯多元醇的生产方法
1、一般都采用间歇法生产:生产时首先把羧酸与二元醇加入反应器中熔融,通入氮气,于150℃左右反应生成水,逐步蒸出,釜内生成低聚酯混合物(低分子量聚酯多元醇)。随水分的蒸出,釜内温度逐渐升高,在170~230℃下,真空度逐步降到500Pa,将过量的二元醇和少量副反应产物(低分子聚酯、醛及酮)与反应生成的残留水一起蒸出。
2、也可将惰性气体,(氮气,二氧化碳).鼓泡通入羧酸与二元醇的混合物中除水,但一元醇的损失量高于直接真空蒸馏。
3、也可使用甲苯或二甲苯之类的惰性溶剂回流去水。本法在常压阳较低温度(145~190°C)下进行,这种方法的反应条件温和,但在工业上不及前面两种使用普遍。
4、生产控制。
生产聚酯多元醇时需要严格地监测酸值、羟值以及黏度的变化,以确保生产出合格的聚酯多元醇。
聚氨酯胶黏剂用的聚酯多元醇质量要高,除分子量(羟值)外,酸值特别重要,因为它是残留端羧基的量度。端羧基与异氰酸酯反应生成酰胺并放出二氧化碳,这不仅造成链的终止,还形成讨厌的气泡。这种酰氨基还能与异氰酸酯反应生成酰脲基。聚酯中残留的酸还会对聚氨酯反应起催化作用,产生不良的影响,并降低聚氨酯的水解稳定性。因此,一般要求酸值小于1mg KOH/g,甚至还常要求小于0.5g:KOH/g;但酸值太低(<KOH>会使反应生成聚氨酯树脂的速度太快而影响操作,酸值以0.3-0.5mg KOH/g为最宜。
制备聚酯多元醇中加入催化剂可缩短缩聚反应时间:但催化剂不容易除去,对下一步聚氨酯反应有不良的影响,用量不大无影响。无机催化剂有乙酸锌与三氧化锑或乙酸锌与三氧化锑的混合物等,添加量为100~300ppm;有机催化剂有钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯等,添加量为15~100ppm。
聚酯多元醇的应用领域
脂肪族聚酯多元醇型聚氨酯因分子内含有较多的酯基、氨基等极性基团,内聚强度和附着力强,具有较高的强度、耐磨性。脂肪族(多指已二酸聚酯)聚酯二元醇多用于生产浇注型聚氨酯弹性体、热塑性聚氨酯弹性体、微孔聚氨酯鞋底、PU革树脂、聚氨酯胶粘剂、聚氨酯油墨及色浆、织物涂层等。由已二酸与1,4-丁二醇、1,6-已二醇或乙二醇制得的聚酯二醇为蜡状固体,得到的聚氨酯弹性体结晶性强,初粘力大,得到制品的机械强度也较高;由带侧基的二醇制得的聚酯如PMA和PPA常温呈液态,柔软,用于油墨、软革等,PMA耐水解性较好。
芳香族聚酯制得的聚氨酯具有优良的耐水解性、耐热性和黏附性。苯酐聚酯多元醇以及由废涤纶/废PTA制得的芳香族聚酯多元醇一般用于制造硬质聚氨酯泡沫塑料。以高羟值芳香族聚酯多元醇为基的硬质泡沫塑料,其阻燃性优于聚醚多元醇为基的泡沫塑料。聚氨酯泡沫塑料行业多以芳香族聚酯多元醇替代聚氨酯泡沫塑料和聚异氰酸酯硬质泡沫塑料配方中的部分或全部聚醚多元醇。在冬季冰箱组合料配方中加入部分芳香族聚酯多元醇,还可提高泡沫的韧性和粘接性。苯酐聚酯多元醇特别适宜用于聚异氰脲酸酯(PIR)泡沫,泡沫塑料中含大量苯环,既提高了泡沫的耐热性,同时又改善了制品的阻燃性。国内外将芳香族聚酯多元醇广泛用于制造建筑用夹心泡沫板材生产和建筑业现场喷涂施工。这种含有聚酯的聚氨酯硬泡除了基本具有聚醚型聚氨酯硬泡的性质外,还具有泡沫细腻、韧性好、阻燃性能优良、价格低等优点。聚酯多元醇含大量的伯羟基,活性高,可在低温施工,还可降低催化剂用量。在硬泡行业的具体应用领域有:硬质泡沫板材和夹心板,冰箱、冰柜绝热用组合料、热水器绝热用组合料、喷涂硬泡、仿木材、单组分硬泡、超低密度包装泡沫、硬质微孔鞋底料等。
聚酯多元醇的安全性
聚酯多元醇不属于危险运输品,贮运容器的材料可用碳钢、铝、不锈钢以及聚乙烯或聚丙烯。液态聚酯在低温下长期贮存偶尔出现浑浊,于80℃左右经短时间加热可以消除这种现象,且质量不受影响。聚酯多元醇易于吸湿,贮运应避免大气中的水分进入。为了减少逆反应,温度不超过120℃。产品应贮存在室温下隔绝空气的密封桶内,或贮存于70-110℃加热保温、充氮气的容器内。
聚酯多元醇基本无毒性,当不慎进入眼内或溅落到皮肤上时应立即用大量水冲洗。长期接触皮肤可产生轻微的刺激,操作时最好戴上防护镜和手套。
CH3COOCH3+C2H5OH------->CH3COOC2H5+CH3OH
乙酸甲酯....乙醇............乙酸乙酯......甲醇
对苯二甲酸二甲酯与乙二醇发生酯交换反应可生成重要的高分子化合物“的确良”
nCH3OOC-R-COOCH3+nHOCH2CH2OH------>-〔-OC-R-CO-OCH2CH2O-〕-n+2nCH3OH
对苯二甲酸二甲酯.......乙二醇..........的确良..................甲醇
说明:酸催化下的可逆反应,及时蒸出甲醇,可促使平衡正移。
优点:反应条件温和、反应速度快。
缺点:酯交换前的原料油脂品质对反应能否顺利进行也有很明显的影响。
酯交换可以改变油脂的甘油酯组成、结构和性质,生产出天然没有的、具有全新结构的油脂,或人们希望得到的某种天然油脂,以适应某种需要。使用碱催化剂的酯交换反应速度是使用同当量酸催化剂的4000倍。碱催化的酯交换反应甲醇用量远比酸催化的低,因此工业反应器可以大大缩小。
含义
化纤工业中常特指对苯二甲酸二甲酯与乙二醇或其他二元醇进行酯交换的反应,生成可进行缩聚反应的高纯度对苯二甲酸二乙二酯或其他相应的酯类单体的方法。该反应在常压、180~200C温度下进行,以醋酸盐的钛。钙、锰、锌等金属为催化剂;为提高反应速率和转化率,常用过量的乙二醇。
以上内容参考:百度百科-酯交换法
(1)M相对分子质量比F小18,应是F在浓硫酸、加热条件下发生分子内酯化反应脱去1分子水生成M,消去反应生成M为,有机物B为,名称是:2-丙醇,
故答案为:酯化反应;2-丙醇;
(2)C与D反应生成双酚A的化学方程式为:,
故答案为:;
(3)M[CH2=C(CH3)COOH]有多种同分异构体,满足下列条件的M的所有同分异构体:①含有甲基,②含有碳碳双键,③核磁共振氢谱3个峰,④属于酯,符合条件的同分异构体有:,
故答案为:;
(4)在一定条件下,碳酸乙烯酯能与CH3OH发生酯交换反应生成碳酸二甲酯和另一种醇,应生成乙二醇,该反应的化学方程式:,
故答案为:;
(5)由上述分析可知PC(聚碳酸酯)的结构简式为:或,
故答案为:或.