БУТИЛОВЫЕ СПИРТЫ
(бутанолы) С4Н9ОН, мол.
м. 74,12. трет-Б.с. (2-метил-2-пропанол, триметилкарбинол) -твердое в-во
с запахом плесени; н-Б.с. (1-бутанол, пропилкарбинол), втор-Б. с.
(2-бутанол, метилэтилкарбинол) и изо-Б. с. (2-метил-1-пропанол,
изопропилкарбинол) - бесцв. жидкости (см. табл.) со спиртовым запахом,
смешивающиеся со многими орг. р-рителями. Плотность паров Б.с. по воздуху
2,56. По хим. св-вам - типичные алифатич. спирты. Напр., этерифицируются
к-тами, при взаимод. с альдегидами (кетонами) образуют ацетали (кетали),
дегидратируются в простые эфиры и олефины. Окисляются, кроме трет-Б. с.,
в карбонильные соед., напр. масляный альдегид получается из н-Б.с., метилэтилкетон
- из втор-Б.с. Б. с., кроме третичного, с ВС13 при — 10°С в
пентане образуют соответствующие бораты (С4Н9О)3В,
с NH3-моно-, ди- и трибутиламины.
Осн. пром. метод получения н-Б.с. - оксосинтез из пропилена в присут.
НСо(СО)4 при 120-160°С и 20-35 МПа:
СВОЙСТВА БУТИЛОВЫХ СПИРТОВ
Образующиеся на первой стадии масляный и изомасляный альдегиды разделяют,
если первый используют для получения 2-этилгексанола. Из 1 т пропилена
образуется 1185-1310 кг смеси масляного альдегида с н-Б.с. и 305-320 кг
изо-Б. с. Применение каталитич. системы HCo(CO)3L, где
L-электронодонорный лиганд (триалкил-или триарилфосфины либо фосфиты),
позволяет повысить выход продуктов нормального строения до 1390 кг, снизить
давление до 5-10 МПа, а также проводить процесс в одну стадию. Эффективными
катализаторами гидроформилирования м. б. карбонилы Rh. н-Б.с. можно также
получать:
1. Из пропилена в одну стадию под давл. 1,0-1,5 МПа (по Реппе): СН3СН=СН2
+ ЗСО + 2Н2О -> н-Б.с. + изо-Б.с. + 2СО2.
Процесс применяют за рубежом [кат.-предположительно H2Fe3
(CO)11]. Соотношение н-Б. с.: изо-Б. с. = 84:16. Основной
недостаток: низкая объемная скорость подачи сырья.
2. Из ацетальдегида через ацетальдоль и кретоновый альдегид, к-рый гидрируют
на медных, меднохромовых или никелевых кат.:
Процесс проводят при низких давлениях и умеренных т-рах, получая практически
один н-Б.с. Осн. недостатки: многостадийность, наличие агрессивных сред,
большой расход ацетальдегида (примерно 1,3 т на 1т н-Б.с.).
3. Ацетоно-бутиловым брожением пищ. сырья; соотношение образующихся
при этом продуктов - ацетон : н-Б. с.: этанол = 3:6:1. Недостаток: использование
дефицитного и дорогого сырья.
изо-Б. с. содержится в значит. кол-ве в сивушных маслах, откуда
выделяется фракционной перегонкой. Его получают также оксосинтезом (вместе
с н-Б.с.; см. выше) и из смеси СО + Н2 по схеме, аналогичной
синтезу метанола, но при др. параметрах. Оксосинтез характеризуется лучшими
технико-экономич. показателями как по себестоимости продукта, так и по
удельным капиталовложениям.
втор-Б.с. получают взаимод. 70-85%-ной H2SO4
с бутенами, содержащимися во фракциях С4 термич. и каталитич.
крекинга нефтепродуктов, пиролиза жидких углеводородов и одностадийного
дегидрирования бутана. Из бутенов предварительно удаляют изобутен и бутадиен.
Образующуюся втор-бутилсерную к-ту гидролизуют. Сырьевая база для синтеза
втор-Б. с. может быть расширена за счет димеризации этилена в н-бутены
или олигомеризации его с образованиембутена
в кач-ве побочного продукта. В оптим. условиях из 1 т бутенов образуется
1,1 т втор-Б.с. Его можно синтезировать также эпоксидированием бутенов
орг. гидропероксидами с послед. гидрированием полученного эпоксида в спирт
или прямой гидратацией бутенов.
трет-Б. с. синтезируют взаимод. 40-65%-ной H2SO4
с изобутеном, содержащимся во фракциях С4, так же, как
втор-Б.с. (см. выше), и прямой гидратацией изобутена в присут. сульфокатионитов.
Применяют н-Б.с., мзо-Б.с. и их смеси как р-рители в лакокрасочной пром-сти,
модификаторы мочевино- и меламино-формальдегидных смол, для получения пластификаторов
(напр., дибутилфталата, трибутилфосфата, диизобутилфталата). Кроме того,
н-Б.с. - сырье для синтеза бутилацетата, бутилакрилата и эфиров с гликолями,
мзо-Б.с. - для получения изобутилацетата и изобутилксантогената (на основе
изобутилксантогената калия получают кристаллич. хорошо р-римые присадки
к смазочным маслам), пестицидов, душистых в-в, пищ. эссенций, лек. ср-в.
Суммарное мировое произ-во н-Б.с. и мзо-Б.с. превышает 1 млн. т/год (1983).
втор-Б. с.-промежут. продукт в произ-ве метилэтилкетона; сырье для синтеза
втор-бутилацетата; р-рителъ; алкилирующий и дегидратирующий агент; высокооктановый
компонент моторных топлив (октановое число по исследовательскому методу
110), обладающий в смеси с метилmpem-бутиловым эфиром синергич. эффектом;
стабилизатор смесей бензина с метанолом (т. наз. бензометанольных смесей);
компонент тормозных жидкостей. Мировое произ-во втор-Б.с. ок. 850 тыс.
т/год (1983).
трет-Б. с.-промежут. продукт в произ-ве изобутена высокой степени чистоты
из газов нефтепереработки; алкилирующий агент; сырье для произ-ва трет-бутилгидропероксида,
искусственного мускуса; р-ритель; антисептик; денатурирующий агент для
этанола-сырца.
Лит.: Ганкин В. Ю., Гуревич Г. С., Технология оксосинтеза, Л.,
1981; Kirk-Othmer encyclopedia, 3 ed., v. 4, N.Y.-[a.o.], 1978, p. 338.
А.Б. Гущевский.
|