Диоксан

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Диоксан
1-4-Dioxane.svg
Диоксан
Общие
Систематическое
наименование
1,4-диоксан
Традиционные названия диоксан
Хим. формула O(CH2CH2)2O
Рац. формула C4H8O2
Физические свойства
Состояние жидкость
Примеси образует перекиси
Молярная масса 88,11 г/моль
Плотность 1,033 г/см³
Термические свойства
Т. плав. 12 °C
Т. кип. 101 °C
Т. всп. 5 °C
Энтальпия образования 354 кДж/моль
Химические свойства
Растворимость в воде смешивается
Растворимость в спирт смешивается
Растворимость в эфир смешивается
Оптические свойства
Показатель преломления 1,42241
Классификация
Рег. номер CAS 123-91-1
SMILES
Рег. номер EC 204-661-8
Безопасность
ЛД50 5170 мг/кг
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Диоксан  — циклическое химическое соединение с формулой C4H8O2. Традиционно под диоксаном понимается 1,4-диоксан (диэтилендиоксид), циклический простой эфир, хотя существуют также 1,2-диоксан и 1,3-диоксан.

Диоксан применяется в органической химии в качестве полярного апротонного растворителя. В основном используется как стабилизатор 1,1,1-трихлорэтана. Имеет сладковатый запах схожий с запахом диэтилового эфира. Диоксан побочный продукт этоксилирования в производстве материалов для косметики, а именно натрий лаурил сульфата. По Proposition 65 в Калифорнии диоксан признан канцерогеном[1].

Свойства[править | править вики-текст]

Бесцветная подвижная жидкость с эфирным запахом. Взрывопожароопасен: пределы взрываемости в воздухе 1,97—22,5 % (по объёму).

Диоксан смешивается с водой, спиртом, эфиром; образует с водой азеотропную смесь (tkип 87,8 °C, 81,6 % диоксана).

Получение и структура[править | править вики-текст]

В промышленности диоксан получают из этиленгликоля, из хлорекса и окиси этилена:

Dioxane Syntheses.png

Молекула центросимметрична и принимает пространственную конформацию «кресла», типичную для производных циклогексана. Молекула конформационно подвижная и может также легко принять конформацию «ванны», необходимую для хелатирования катионов металлов.

В 1985 мировое производство диоксана составляло 11-14 тысяч тонн[источник не указан 763 дня].

Очистка и сушка[править | править вики-текст]

При стоянии диоксан образует пероксиды, поэтому его нельзя сушить и перегонять до их полного удаления.

Для очистки к диоксану добавляют 5 % (об.) концентрированной серной кислоты и 2 часа кипятят с обратным холодильником. После охлаждения к диоксану при энергичном встряхивании добавляют твердый гидроксид калия до тех пор, пока его гранулы не перестанут разрушаться. Затем диоксан отфильтровывают от осадка, добавляют металлический натрий и снова кипятят с обратным холодильником. Затем диоксан перегоняют ещё раз.

Применение[править | править вики-текст]

Диоксан используют как хороший растворитель, например для ацетилцеллюлозы, минеральных и растительных масел, красок.

Диоксан используется также как стабилизатор для 1,1,1-трихлорэтана для его хранения и транспортирования в алюминиевых ёмкостях.

Свойство растворителя[править | править вики-текст]

Диоксан — относительно малополярный растворитель, он имеет большую растворяющую способность, чем диэтиловый эфир. Если диэтиловый эфир плохо растворим в воде, то диоксан гигроскопичен и смешивается с водой в любых соотношениях. Диоксан служит многофункциональным апротонным растворителем.

Диоксан используется в качестве стандарта для ПМР-спектроскопии в D2O.

Безопасность[править | править вики-текст]

Диоксан сравнительно токсичен — ЛД50 5170 мг/кг. Предельно допустимая концентрация его в воздухе 0,01 мг/л. Раздражает глаза и дыхательный тракт. Подозревается в способности поражать центральную нервную систему, печень и почки. Случайное воздействие на рабочих 1,4-диоксана привело к смертельным исходам. Диоксан классифицируют IARC как Group 2B канцероген: возможно канцерогенен для людей, так как известно, что он канцерогенен для животных. Как и другие простые эфиры, диоксан соединяется с атмосферным кислородом при стоянии, образуя взрывоопасные пероксиды. Взрывоопасны смеси с воздухом, КПВ содержит 1,97— 25 об. % диоксана

Воздействие на природу[править | править вики-текст]

Диоксан на уровне 1 мкг/л был обнаружен в некоторых местах в США.[2] Он малотоксичен для водных форм жизни и биодеградирует различными путями.[3] Диоксан попадает в подземные источники воды. Проблема обостряется из-за высокой растворимости диоксана в воде, он не задерживается почвой и попадает в подземные воды. Он устойчив к существующим процессам биодеградации. В результате пятно заражения больше чем у обычных растворителей.[4]

Изомеры 1,4-диоксана[править | править вики-текст]

1,2-Диоксан является типичным циклическим пероксидом. Образуется при действии пероксида водорода на бис-метилсульфонат 1,4-бутандиола. Гидрирование 1,2-диоксана приводит к 1,4-бутандиолу, его щелочной или кислотный гидролиз - к 4-гидроксимасляному альдегиду.

1,3-Диоксан относится к числу циклических ацеталей. Его производное - 4,4-диметил-1,3-диоксан - является промежуточным веществом при синтезе изопрена из формальдегида и изобутанола.

Примечания[править | править вики-текст]

  1. «Proposition 65 List of Chemicals» (PDF). Office of Environmental Health Hazard Assessment. 1,4-Dioxane cancer 123-91-1 January 1, 1988.
  2. 1, 4-Dioxane Fact Sheet: Support Document. OPPT Chemical Fact Sheets. United States Environmental Protection Agency (February 1995). Архивировано из первоисточника 21 февраля 2012.
  3. M. Kinne, M. Poraj-Kobielska, S. A. Ralph, R. Ullrich, M. Hofrichter, K. E. Hammel «Oxidative cleavage of diverse ethers by an extracellular fungal peroxygenase» J. Biol. Chem. 2009, volume 284, pp. 29343-9.
  4. Crawford, Scott. "Down N' Dirty With 1,4-Dioxane.". XDD, LLC's Xpert Solutions Newsletter (Fall 2007/Winter 2008). Проверено 16 января 2008. Архивировано из первоисточника 21 февраля 2012.

Литература[править | править вики-текст]

  • Кнунянц И. Л. и др. т.2 Даффа-Меди // Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — 671 с. — 100 000 экз. — ISBN 5-85270-035-5.