2,2,4,4-Тетраметил-1,3-циклобутандиол
 цис- (слева) и транс -2,2,4,4-тетраметил-1,3-циклобутандиол (справа)
| |||
| |||
| Имена | |||
|---|---|---|---|
| Название ИЮПАК
2,2,4,4-Тетраметилциклобутан-1,3-диол
| |||
| Другие имена
1,1,3,3-Тетраметил-2,4-циклобутандиол
| |||
| Идентификаторы | |||
3D model ( JSmol )
|
|||
| ХимическийПаук | |||
| Информационная карта ECHA | 100.019.219 | ||
ПабХим CID
|
|||
| НЕКОТОРЫЙ | |||
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|||
| Характеристики | |||
| С 8 Н 16 О 2 | |||
| Молярная масса | 144.214 g·mol −1 | ||
| Появление | Кристаллическое белое твердое вещество (порошок) | ||
| Температура плавления | От 126 до 134 ° C (от 259 до 273 ° F; от 399 до 407 К) | ||
| Точка кипения | От 210 до 215 ° C (от 410 до 419 ° F; от 483 до 488 К) | ||
| Опасности | |||
| точка возгорания | 51 ° С (124 ° F; 324 К) | ||
| Паспорт безопасности (SDS) | [1] | ||
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
| |||
2,2,4,4-Тетраметил-1,3-циклобутандиол (CBDO) представляет собой алифатический диол . Этот диол производится в виде смеси цис- и транс - изомеров , в зависимости от относительной стереохимии гидроксильных групп. Он используется в качестве мономера для синтеза полимерных материалов, обычно как альтернатива бисфенолу А (БФА). CBDO используется в производстве сополиэфира тритана , который используется в качестве замены поликарбоната, не содержащей BPA .
Замена БФА
[ редактировать ]Споры, связанные с употреблением BPA в больших количествах, в конечном итоге связаны с его способностью разрушать эндокринную систему . [ 1 ] Как и BPA, CBDO представляет собой диол со структурой, подходящей для производства полиэфиров. CBDO Кольцо C 4 достаточно жесткое, чтобы предотвратить образование циклических структур двумя ОН-группами. В отличие от BPA, в настоящее время нет доказательств канцерогенного или токсического воздействия потребительских товаров на основе CBDO. Однако имеется мало исследований по токсикологии CBDO как с точки зрения долгосрочных, так и краткосрочных эффектов.
CBDO имеет потенциальные преимущества по сравнению с BPA в качестве строительного материала для производства полиэфиров. CBDO очень стабилен термически и механически. Полиэфиры, полученные из CBDO, являются жесткими материалами, но сочетание CBDO с гибкими диолами приводит к получению материалов с высокой ударопрочностью, слабым цветом, термостабильностью, хорошей фотоокислительной стабильностью и прозрачностью. [ 2 ] Дополнительным бонусом является то, что полимеры, полученные из CBDO, обладают высокой пластичностью. [ 3 ] Термические и механические свойства полиэфиров, полученных из CBDO, часто превосходят обычные полиэфиры. [ 2 ]
Подготовка
[ редактировать ]Синтез CBDO включает пиролиз изомасляного ангидрида с последующим гидрированием полученного 2,2,4,4-тетраметилциклобутандиона . [ 4 ] Этот синтез напоминает метод, используемый сегодня для производства CBDO. Первый этап включает превращение изомасляной кислоты или ее ангидрида в кетен . Этот кетен затем димеризуется с образованием четырехчленного кольца с двумя кетоновыми группами.
Кольцо продукта гидрируется с образованием диола. Последний этап обычно включает каталитическое гидрирование с использованием рутениевых , никелевых или родиевых катализаторов . Гидрирование дикетонового кольца приводит к образованию как цис-, так и транс-изомеров . [ 3 ] [ 5 ] Упрощенная схема производства CBDO представлена ниже.
Структура и свойства
[ редактировать ]Кольцо C 4 цис-изомера CBDO неплоское. Для простых неплоских циклобутанов двугранные углы составляют от 19 до 31°. Цис-изомер CBDO кристаллизуется в виде двух конформеров со средним двугранным углом 17,5 ° в твердом состоянии. [ 6 ] Однако транс-изомер имеет двугранный угол 0°. [ 7 ]
Полиэтерификация
[ редактировать ]В настоящее время экономичным методом производства полиэфиров является прямая этерификация дикарбоновых кислот диолами. Эта конденсационная полимеризация добавляет к цепи мономерные звенья. Отдельные цепи реагируют друг с другом через концевые карбоксильные и гидроксильные группы. Наконец, внутри цепи происходит переэтерификация. [ 8 ] Хотя CBDO чаще всего используется в полиэфирах, также были синтезированы смешанные сополикарбонаты CBDO и ряда бисфенолов. Различная реакционная способность цис- и транс-изомеров глубоко не изучена.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ фон Саал, Фредерик С.; Хьюз, Клод (август 2005 г.). «Обширная новая литература, касающаяся воздействия низких доз бисфенола А, показывает необходимость новой оценки риска» . Перспективы гигиены окружающей среды . 113 (8): 926–933. дои : 10.1289/ehp.7713 . ISSN 0091-6765 . ПМК 1280330 . ПМИД 16079060 .
- ^ Jump up to: а б Хоппенс, Натан К.; Хадналл, Тодд В.; Фостер, Адам; Бут, Чад Дж. (15 июля 2004 г.). «Алифато-ароматические сополиэфиры, полученные из 2,2,4,4-тетраметил-1,3-циклобутандиола» . Журнал науки о полимерах. Часть A: Химия полимеров . 42 (14): 3473–3478. дои : 10.1002/pola.20197 . ISSN 0887-624X .
- ^ Jump up to: а б Келси, Дональд Р.; Скардино, Бетти М.; Гребович, Януш С.; Чуа, Хо Х. (1 августа 2000 г.). «Ударопрочные аморфные сополиэфиры терефталата жесткого 2,2,4,4-тетраметил-1,3-циклобутандиола с гибкими диолами» . Макромолекулы . 33 (16): 5810–5818. Бибкод : 2000МаМол..33.5810К . дои : 10.1021/ma000223+ . ISSN 0024-9297 .
- ^ Ведекинг, Э.; Вайсванге, В. (март 1906 г.). «О синтезе дикетона циклобутанового ряда» . Отчеты Немецкого химического общества . 39 (2): 1631–1646. дои : 10.1002/cber.19060390287 . ISSN 0365-9496 .
- ^ В. Тейлхаймер «1,3-циклобутандиолы из 1,3-циклобутандионов» Синтетические методы органической химии, 1962, том 16, стр. 29.
- ^ Ширрелл, CD; Уильямс, Делавэр (1 июня 1976 г.). «Кристаллическая и молекулярная структура цис-2,2,4,4-тетраметил-1,3-циклобутандиола» . Acta Crystallographica Раздел B Структурная кристаллография и кристаллохимия . 32 (6): 1867–1870. Бибкод : 1976AcCrB..32.1867S . дои : 10.1107/S0567740876006559 . ISSN 0567-7408 .
- ^ Маргулис, Теннесси (1969). «Плоские циклобутаны: структура 2,2,4,4-тетраметилциклобутан-транс-1,3-диола» . Журнал Химического общества D: Химические коммуникации (5): 215–216. дои : 10.1039/c29690000215 . ISSN 0577-6171 .
- ^ Кёпник, Хорст; Шмидт, Манфред; Брюггинг, Вильгельм; Рютер, Йорн; Каминский, Уолтер. «Полиэфиры». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a21_227 . ISBN 978-3527306732 .