Вход

Альфа-метилстирол

Реферат по химии
Дата добавления: 18 апреля 2009
Язык реферата: Русский
Word, rtf, 661 кб (архив zip, 90 кб)
Реферат можно скачать бесплатно
Скачать
Не подходит данная работа?
Вы можете заказать написание любой учебной работы на любую тему.
Заказать новую работу

Содержание

1. Физ. св-ва

2. Строение молекул, анализ распределения электронной плотности, анализ реакционной способности.

3. Химические свойства.

4. Реакции полимеризации, полимеры.

5. Получение

1. Физ. св-ва


a-Метилстирол (изопренилбензол), С6Н5С(СН3)=СН2 – подвижная бесцветная жидкость с резким спецефическим запахом; т.кип. 165,38оС, т. пл. -23,14оС, d20 0,9106 г/см3, nD 1,5386, уд. теплоемкость 0,49 кал/(г . оС), теплота испарения 96,66 ккал/моль, теплота полимеризации 8,4 ккал/моль, энтропия полимеризации -26 кал/(моль. оС), критическое давление 43,2 кгс/см2 , критическая температура 384оС, критическая плотность 0,307 г/см3. Растворимость a-метилстирола в воде 0,01% по обьему, воды в a-метилстироле – 0,056%, смешивается в любых соотношениях с ацетоном , СCl4, бензолом, н-гептаном, и этанолом. Поверхностное натяжение при 25оС 32,8 дин/см; динамическая вязкость при 20оС 0,940 мн . сек/м2; температура вспышки 58оС. По физиологическому действию близок к стиролу; ПДК 5мг/м3.


2. Строение молекул, анализ распределения электронной плотности.

Углеродный скелет молекулы a-метилстирола лежит в плоскости бензольного кольца



Устойчивость повышается за счет энергии сопряжения бензольного кольца и двойной связи. Для a-метилстирола можно записать три резонансные структуры



Видно, что бензольное кольцо здесь имеет повышенную электронную плотность по сравнению с незамещенным бензолом. Соответственно винильный фрагмент молекулы a-метилстирола обеднен электронной платностью по сравнению с обычной двойной связью. Эффект делокализации делает p-электроны двойной связи менее доступными для электрофилов. Напротив p-орбиталь бензола становится более доступной для электрофилов. Можно прогнозировать снижение реакционной способности в реакциях типа АЕ по двойной связи и увеличение реакционной способности в реакциях SE бензольного кольца.

3. Химические свойства.


В общих чертах химия a-метилстирола, связана с распределением p-электронной плотности. Метильная группа в сколько-нибудь заметной степени не изменяет p-систему стирола, поскольку не обладает мезомерным эффектом. Следовательно можно ожидать близкое сходство реакционной способности a-метилстирола и стирола. При хранении a-метилстирол на воздухе окисляется до ацетохинона и формальдегида. Практическое значение имеют реакции полимеризации.


4. Реакции полимеризации, полимеры.


a-Метилстирол самопроизвольно не полимеризуется; с кислородом образует перекиси; гидрохинон, сера и др. ингибируют его окисление. При радикальной полимеризации образует димеры или низкомолекулярные олигомеры, но сополимеризуестя со стиролом и др. ненасыщенными мономерами; А=0,98, П=-1 ,27(константы Алфея и Прайса).

a-Метилстирол может быть подвергнут радикальной полимеризации.

При радикальной полимеризации образует димеры и низкомолекулярные олигомеры, при низких температурах под действием катализаторов ионного характера(Na-нафталин, C4H9Li, эфираты BF3, калий и др. щелочные металлы), радиационного или УФ-облучения – гомополимеры достаточно высокой молю массы и различной стереорегулярности. Радикальная полимеризация осуществляется, прежде всего, непрерывными методами в массе или в растворителях, а также методом периодической суспензионной полимеризации. Легко сополимеризуется со стиролом, бутадиеном, акрилониртилом и др. ненасыщенными мономерами. Используют a-метилстирол как сомономер в производстве сополимера со стиролом (САМ), некоторых сортов АБС-пластиков, обладающих более высокой теплоустойчивостью, чем полистирол, и бутадиен-стирольных каучуков. Полимер a-метилстирола используют для совмещения с ПВХ и др. полимерами с целью повышения их теплостойкости. Полиметилстирол получаемый такими методами используется для производства предметов широкого потребления, игрушек, упаковочных материалов и др. целей.

a-метилстирол полимеризуется согласно анионному механизму, например, под действием амида натрия:

Зарождение цепи:



Рост цепи:




Обрыв цепи:



5. Получение


В промышленности a-метилстирол в получают в основном двумя способами:

1. Алкилирование бензола пропиленом, с последующим дегидрированием кумола на палладиево-никелевых катализаторах в присутствии перегретого.

2. Автоокислением кумола до гидроперекиси, с последующим разложеним под действием минеральных кислот гидроперекиси до диметилфенилкарбинола, и дегидратацией последнего.

В качестве побочного продукта a-метилстирол образуется при производстве фенола и ацетона; из продуктов реакции его выделяют и очищают ректификацией до степени чистоты 99,5%.

В различной литературе можно встретить несколько методик лабораторного получения a-метилстирола, которые не принципиально не различаются между собой. Основаны они на реакции реактивов Гриньяра с ацетоном. При этом карбонильный атом углерода образует новую связь С-С с бензольным кольцом, в то время как элеткроположительная группа –MgBr, образует связь с более электоотрицательным (по сравнению с углеродом бензольного кольца) атомом кислорода. Соответственно разрывается p-связь СО. Образуется фенил-изо-пропилат магний бромид. Последний гидролизуется в кислой или щелочной средах до диметилфенилкарбинола, который в свою очередь дегидратируется до конечного продукта.

Мне предстояло использовать одну из таких методик для получения. К эфирному раствору ~0,3 моль фенилмагнийбромида, полученному по обычной методике, я постепенно прилил при перемешивании 36 г ацетона. Далее кипятил смесь 1 час с обратным холодильником и после охлаждения вылил в смесь 200 г льда, 10 г NH4Cl и 450 мл 2н. р-а HCl. Органический слой я слил, а водный экстрагировал эфиром 2 раза. Объединил органический слой и эфирные вытяжки, промыл 50 мл 2н. р-а Na2S2O3 для удаления HCl, затем водой, и сушил над прокаленным К2СО3. Затем я отогнал эфир, а остаток перегнял в вакууме. Выход составил 15 г(60% от указанного в методике), n = 1,5245(1,5260-спр.). Полученный диметилфенилкарбинол я смешал с 30 мл уксусного ангидрида и кипятил смесь 1 час с обратным холодильником, затем остудил и вылил в 300 мл воды. Органический слой отделил, водный проэкстрагировал 2 раза эфиром. Органику соединил и промыл водой до нейтральной реакции. Затем просушил над безводным МgSO4, и перегнал в вакууме. Выход a-метилстирола составил 9 г (75% от указанного в методике) n = 1,5230(1,5350-спр.). В известной степени нечистый продукт получился в силу отсутствия колбы Фаворского. По методике из 15 г диметилфенилкарбинола, должно получатся 7 г a-метилстирола. Значит получился продукт чистоты как максимум 77,77%.








Список используемой литературы

1. Энциклопедия полимеров M.:1977

2. Краткая химическая энциклопедия М.: 1965

3. Органическая химия З. Гауптман, Ю. Грефе, Х. Ремане М.: 1979

4. Ресурсы Internet




© Рефератбанк, 2002 - 2017