Кіріспе

chembox
|Verifiedfields = өзгертілген
|Watchedfields = өзгертілген
|verifiedrevid = 444216370
|Name = Terephthalic acid
|ImageFile = Terephthalic acid 2D skeletal.svg
|ImageSize = 220
|ImageName = Скелет формуласы
|ImageFile2 = Terephthalic acid 3D ball.png
|ImageSize2 = 220
|ImageName2 = Терефтал қышқылы молекуласының шар және таяқша моделі
|PIN = Benzene 1,4 dicarboxylic acid
|OtherNames = Terephthalic acid, пара-фталы қышқылы, TPА, PTA, BDC
|Section1=
|Section2=
|Section3=
|Section4=
|Section5=Chembox қауіптері
|ExternalSDS = Қауіпсіздік деректер кестесі
|GHSPictograms =
|GHSSignalWord = Ескерту
|HPhrases =
|PPhrases =
| FlashPtC = 260
| FlashPt ref =
| AutoignitionPtC = 496
| AutoignitionPt ref=
| LD50 = >1 г/кг (ауыз арқылы, егеуқұйрық)

Тарих

Терефталь қышқылы алғаш рет 1846 жылы француз химигі Амеди Кайлио (1805-1884) тарапынан оқшауланды. Терефталь қышқылының өнеркәсіптік маңызы Екінші дүниежүзілік соғыстан кейін артты. Терефталь қышқылы р-ксиленді сұйылтылған азот қышқылымен тотықтыру арқылы өндірілді. р-ксиленнің ауадағы тотығуы п-толуин қышқылын береді, ол одан әрі тотығуға қарсы тұрады. п-толуин қышқылын метил п-толуатқа (CH3C6H4CO2CH3) айналдыру монометилтерефталатқа тотығуға жол ашады, ол одан әрі диметилтерефталатқа этерилендіріледі. 1955 жылы Mid Century Corporation және ICI компаниялары бромның п-толуин қышқылын терефталь қышқылына тотықтыру процесіне қатысқанын хабарлады. Бұл жаңалық р-ксиленді аралық заттарды бөліп шығармай-ақ терефталь қышқылына айналдыруға мүмкіндік берді. Amoco (Indiana Standard Oil ретінде) Mid Century/ICI технологиясын сатып алды. Процесте кобальт-марганец-бромид катализаторы қолданылады. Бром көзі натрий бромиді, сутек бромиді немесе тетраброметан болуы мүмкін. Бром еркін радикалдардың қайта жаңару көзі ретінде жұмыс істейді. Ацетат қышқылы еріткіш ретінде, ал қысылған ауа тотықтырғыш ретінде қолданылады. Бром мен ацетат қышқылының қоспасы жоғары коррозиялық қасиетке ие, сондықтан титанмен қапталған реакторлар сияқты арнайы реакторлар қажет. Реакторға р-ксилен, ацетат қышқылы, катализатор жүйесі және қысылған ауа қоспасы беріледі.

Механизм

Пксиленнің тотығуы бос радикалдар механизмі арқылы жүзеге асады. Бром радикалдары кобальт пен марганец гидропероксидтерін ыдыратады. Соның нәтижесінде түзілген оттегіне негізделген радикалдар метил тобынан сутегін тартып алады, себебі олардың С–Н байланыстары ароматикалық сақинаға қарағанда әлсіз. Көптеген аралық заттар бөлініп алынған. Пксилен электрондарды тартып алатын карбоксил тобының әсерінен р-толуил қышқылына айналады, ол пксиленге қарағанда реакцияға төмендей түседі. Толық емес тотығу 4-карбоксибензальдегид (4 КБА) түзеді, ол көбінесе проблема тудыратын қоспа болып табылады.

Қиындықтар

Сірке қышқылы еріткіштің шамамен 5% ыдырау немесе "күйіп" жоғалады. Бензой қышқылына декарбоксилдеу арқылы өнімнің жоғалуы жиі кездеседі. Жоғары температура бұрыннан-ақ оттегі жетіспейтін жүйеде оттегінің еритіндігін азайтады. Қауіпті тұтанғыш органикалық-оттегі қоспаларының болуына байланысты таза оттекті дәстүрлі жүйеде қолдануға болмайды. Оның орнына атмосфералық ауаны пайдалануға болады, бірақ оны босату алдында реакциядан өткеннен кейін токсиндерден және метилбромид сияқты озон қабатын бұзатын заттардан тазарту қажет. Сонымен қатар, жоғары температурада бромдардың коррозиялық қасиеттері реакцияны қымбат титан реакторларында жүргізуді талап етеді.

Реакция ортасының баламалы түрлері

Көмірқышқыл газын пайдалану бастапқы өндірістік процестегі көптеген мәселелерді шешеді. CO2, N2-ге қарағанда жалынды тиімді тежейтін болғандықтан, CO2 ортасы ауаның орнына таза оттекті тікелей қолдануға мүмкіндік береді, бұл жану қаупін азайтады. CO2 ортасында ерітіндідегі молекулалық оттектің ерігіштігі де артады. Жүйеге көбірек оттек қолжетімді болғандықтан, сынаптық көмірқышқыл газы (Tc = 31 °C) коммерциялық процеске қарағанда толыққандырақ тотығуға, азырақ қосалқы өнімдерге, көміртегі моноксидінің аз өндірілуіне, карбоксилдеудің азаюына және жоғары тазалыққа ие.

Промоторлар мен қоспалар

Кез келген ірі масштабты процесс сияқты, көптеген қосымша заттар олардың болуының пайдалы әсерлері үшін зерттелді. Төмендегілер бойынша үміттендіретін нәтижелер жарияланды. Lummus (қазір McDermott International компаниясының еншілес кәсіпорны) динитрилден басталатын жол туралы хабарлады, оны п-ксиленнің амоксидациясы арқылы алуға болады.

Қолданбалар

Дүниежүзіндегі терефтал қышқылы мен диметилтерефталаттың көбі полиэтилентерефталаттың (ПЭТ) алдындағы заттары ретінде қолданылады. 1970 жылы әлемдік өндіріс шамамен 1,75 миллион тоннаны құрады. 2006 жылға қарай тазаланған терефтал қышқылына (ПТА) деген әлемдік сұраныс 30 миллион тоннан асты. Полибутилентерефталат және бірнеше басқа инженерлік полимерлерді өндіруде де терефтал қышқылына сұраныс бар, ол аз болғанымен маңызды.

Басқа қолданыстар

ПТА негізіндегі полиэстер талшықтары жеке және табиғи және басқа синтетикалық талшықтармен қоспағанда кездемелерді күтіп ұстауды жеңілдетеді. Полиэстерленген пленкалар аудио және бейне жазу таспаларында, дерек сақтау таспаларында, фотопленкаларда, жапсырмаларда және өлшемдік тұрақтылық пен беріктік қажет болатын басқа да жапырақ тәрізді материалдарда кеңінен қолданылады. Терефталь қышқылы бояу өнімдерінде тасымалдаушы ретінде пайдаланылады. Терефталь қышқылы диоктил терефталат және дибутил терефталат сияқты терефтал пластификаторларын жасау үшін шикізат ретінде қолданылады. Ол фармацевтикалық өнеркәсіпте белгілі бір дәрілерді жасау үшін қолданылатын шикізат. Бұл қолданыстардан басқа, терефталь қышқылы негізіндегі полиэстерлер мен полиамидтер ыстық балқыту жабысқыштарында да қолданылады. ПТА – ұнтақ және суға ерігіш жабындар үшін төмен молекулалық салмақты қаныққан полиэстерлерді өндіруге қажетті маңызды шикізат. Зертханалық зерттеулерде терефталь қышқылы металл-органикалық құрылымдарды синтездеу үшін қолданылатын компонент ретінде танымал. Ауырсыққа қарсы препарат оксикодон кейде терефталат тұзы түрінде келеді, бірақ оксикодонның көбінесе қолданылатын тұзы – гидрохлорид. Фармакологиялық тұрғыдан алғанда, 1 мг гидрохлорид оксикодон 1,13 мг терефталат оксикодонға тең. Терефталь қышқылы кейбір әскери түтін гранаталарында, әсіресе американдық M83 түтін гранатасында және M90 көлік құралына орнатылатын түтін гранатасында толтырғыш ретінде қолданылады, ол жанғанда көрінетін және инфрақызыл спектрде көлеңке түсіретін қалың ақ түтін шығарады.

Уыттылық

Терефталь қышқылы мен оның диметил эфирінің уыттылығы өте төмен, > 1 г/кг (ауыз жолымен, егешқұйрық). Терефталь қышқылы терефталат 1,2 диоксигеназа ферментімен басталатын реакция арқылы, кең таралған табиғи зат – протокатехуин қышқылына дейін биологиялық түрде ыдырайды. Бұрыннан белгілі ПЕТ-аза және МХЕТ-аза ферменттерімен үйлестірілгенде, ПЕТ пластиктерін толық ыдырату жолын жасауға болады.