1,4-диоксан

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
4-диоксан 1
1-4-Dioxane.svg
1,4-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

Энергия ионизации

9,13±0,01 эВ[1]

Термические свойства
Т. плав.

12 °C

Т. кип.

101 °C

Т. всп.

5 °C

Пр. взрв.

2±1 об.%[1]

Энтальпия образования

-354 кДж/моль

Давление пара

29±1 мм.рт.ст.[1]

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

PubChem
Рег. номер EINECS

204-661-8

SMILES
InChI
Рег. номер EC

204-661-8

RTECS

JG8225000

ChEBI

47032

ChemSpider
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[2].

Свойства[править | править код]

1,4-Диоксан - бесцветная подвижная жидкость с эфирным запахом. Взрывопожароопасен: пределы взрываемости в воздухе 1,97—22,5 % (по объёму).

1,4-Диоксан смешивается с водой, спиртом, эфиром; образует с водой азеотропную смесь (tkип 87,8 °C, 81,6 % диоксана).

Получение и структура[править | править код]

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.

Очистка и сушка[править | править код]

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 код]

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 код]

Диоксан — относительно малополярный растворитель, он имеет бóльшую 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 код]

Несмотря на сравнительно малую токсичность — ЛД50 5170 мг/кг — диоксан раздражает глаза и дыхательный тракт, а также подозревается в способности поражать центральную нервную систему, печень и почки.

Известны факты, когда случайное воздействие 1,4-диоксана на рабочих приводило к смертельным исходам. Диоксан классифицируют IARC как Group 2B канцероген: возможно, что он канцерогенен для людей, так как известно его канцерогенное действие на 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. Предельно допустимая концентрация его в воздухе 0,01 мг/л.

Воздействие на природу[править | править код]

Диоксан на уровне 1 мкг/л был обнаружен в некоторых местах в США[3]. Он малотоксичен для водных форм жизни и биодеградирует различными путями[4]. 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.[5].

Изомеры 1,4-диоксана[править | править код]

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

Примечания[править | править код]

  1. 1 2 3 4 5 6 http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0237.html
  2. «Proposition 65 List of Chemicals» (PDF). Office of Environmental Health Hazard Assessment. 1,4-Dioxane cancer 123-91-1 January 1, 1988.
  3. 1, 4-Dioxane Fact Sheet: Support Document. OPPT Chemical Fact Sheets. United States Environmental Protection Agency (February 1995). Архивировано 21 февраля 2012 года.
  4. 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.
  5. Crawford, Scott. "Down N' Dirty With 1,4-Dioxane.". XDD, LLC's Xpert Solutions Newsletter (Fall 2007/Winter 2008). Проверено 16 января 2008. Архивировано 21 февраля 2012 года.

Литература[править | править код]

  • 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.