Этиленоксид

ЭТИЛЕНОКСИД (оксиран, 1,2-эпоксиэтан, окись этилена), мол. м. 44,05; бесцв. газ или жидкость с характерным эфирным запахом; т. пл. -112,5 °С, т. кип. 10,7 °С;0,8697; 1,3597; длины связей 0,1462 нм (С —С), 0,1086 нм (С —Н), 0,1428 нм (С—О), углы НСН 116,9°, СОС 61,62°; t_крит 195,8 °С, р_крит 7,19 МПа; Давление пара 145,8 кПа (20 °С);0,26 мПа х с (20 °С); 24,3 мН/м (20 °С); 6,34 х 10^-30Кл х м; 25,82 кДж/моль; 5,17 кДж/моль;-1306 кДж/моль (газ); хорошо раств. в воде, этаноле, углеводородах и др. орг. р-рителях.

При нагр. до 300 °С этиленоксид устойчив, св. 400 °С в смеси с N₂ изомеризуется в ацетальдегид или образует этилен (при избытке этиленоксида); при окислении О₂ в водном р-ре AgNO₃ образуется гликолевая к-та, при окислении на оксидных и Ag-кат.- СО₂ и Н₂О; при гидрировании над Ni-кат. при 30 °С - этанол.
Для этиленоксида характерны р-ции, сопровождающиеся размыканием цикла, что используют для оксиэтилирования (введение группы СН₂СН₂ОН в орг. соед.). Большинство р-ций с нуклеоф. реагентами протекают через промежут. образование оксониевого комплекса. Гидратация этиленоксида при 130-150 °С и давлении 1,5-2 МПа в присут. кислотных или основных катализаторов приводит к этиленгликолю:

При взаимод. этиленоксида с галогеноводородами в водной среде образуются галогенгидрины; наиб. легко реагируют НВr и HI, труднее - НС1; р-цию с HF проводят в среде диэтилового эфира (безводный HF вызывает цепную полимеризацию этиленоксида).
Со спиртами при нагревании этиленоксид дает целлозолъвы, а при избытке этиленоксид- карбитолы или эфиры полигликолей. С NH₃ в присут. небольшого кол-ва воды образуется смесь моно-, ди-или триэтаноламинов; р-ция диалкилэтаноламинов с этиленоксидом приводит к аминопроизводным полиэтиленгликолей:

Этиленоксид легко реагирует с HCN в присут. щелочей, образуя этиленциангидрин, при дегидратации к-рого получают акрилонитрил.

С H₂S в присут. воды при нагр. этиленоксид дает тиогликоль HSCH₂CH₂OH и тиодигликоль S(CH₂CH₂OH)₂; в присут. А1₂О₃ при 200 °С - 1,4-дитиан или 1,4-оксатиан, с тиолами образуются соответствующие орг. сульфиды.
Р-ции этиленоксида с орг. к-тами или их ангидридами приводят к моно- и диэфирам этиленгликоля; с альдегидами и кетонами в присут. SnCl₂ или BF₃ - к циклич. ацетатам или кеталям, напр.:

Этиленоксид вступает в р-цию Фриделя-Крафтса с ароматич. углеводородами; эта р-ция лежит в основе синтеза-фенилэтилового спирта, последний образуется также при взаимод. этиленоксида с фенилмагнийхлоридом.
Р-ция этиленоксида с СО₂ в присут. четвертичных солей аммония, фосфония и третичных аминов при 150-200 °С и давлении 2-8 МПа приводит к этиленкарбонату.
Этиленоксид легко полимеризуется, в зависимости от природы инициатора можно получать полиэтиленоксид разл. мол. массы. Известны также блоксополимеры этиленоксида, напр. с пропиленоксидом (см. Проксанолы), с пропиленоксидом и этилендиамином (см. Проксамины). При димеризации этиленоксида образуется 1,4-диоксан.
Осн. пром. метод синтеза этиленоксида - окисление этилена. Процесс осуществляют в трубчатых реакторах на неподвижном слое катализатора (серебро с промотирующими или модифицирующими добавками, нанесенное в кол-ве 10-15% по массе на пористый корундовый носитель) при 200-300 °С и давлении 1-3 МПа, окислителями могут служить воздух или кислород.
Этиленоксид может быть получен также дегидрохлорированием этиленхлоргидрина (этот метод ранее использовался в пром-сти), действием щелочи на-хлорэтилацетат С1СН₂СН₂ОСОСН₃ при 100 °С либо на этилгипохлорит С₂Н₅ОС1, окислением этилена орг. надкислотами (р-ция Прилежаева).
Этиленоксид- важный продукт основного орг. синтеза. Его применяют в произ-ве этиленгликолей, галогенгидринов, этаноламинов, диоксана, фенилэтанола, полиэтиленгликолей, неионогенных ПАВ, а также в медицине для стерилизации мед. инструментов, одноразовых шприцов.
Этиленоксид- горюч, взрывоопасен и токсичен; КПВ 3-100% (по объему); т. всп. < -18 °С; при 22-кратном разбавлении становится негорючим. Оказывает общеядовитое действие, раздражает кожу и слизистые оболочки. ПДК в воздухе рабочей зоны 1 мг/м³.
Мировое произ-во ок. 9 млн. т в год (1989).

Лит.: Окись этилена, М, 1967; Kirk-Othmer encyclopedia, 3 ed., v. 9, N. Y., 1980, p. 432-71.

Б. Б. Чесноков.

• этиленоксид - химическая энциклопедия