Ацетон

АЦЕТОН (от лат. acetum - уксус) (2-пропанон, диметилкетон) СН₃СОСН₃, мол. м. 58,079; летучая бесцв. жидкость с характерным запахом; т. пл. — 94,6°С, т. кип. 56,1 °С; d₄²⁰ 0,7920, n_D²⁰ 1,3588; 0,36 мПа*с (10°С), 0,30 мПа*с (30 С); 0,0237 Н/м (20°С); t_крит 235,5°С, p_крит 4,75 МПа; С°_р 749,3 Дж/(кмоль*К);H°_исп 29,1 кДж/моль (56,1 °С),Н°_сгор -1787кДж/моль,Н°_обр - 216,5 кДж/моль (газ; 25°С) и — 248 кДж/моль (жидкость). Смешивается с водой и орг. р-рителями, напр. эфиром, метанолом, этанолом, сложными эфирами.

А. обладает всеми хим. св-вами, характерными для алифатич. кетонов. Образует кристаллич. соед. с гидросульфитами щелочных металлов, напр. с NaHSO₃ - (CH₃)₂C(OH)SO₃Na. Только сильные окислители, напр. щелочной р-р КМnО₄ и хромовая к-та, окисляют А. до уксусной и муравьиной к-т и далее - до СО₂ и воды. Каталитически восстанавливается до изопропанола, амальгамами Mg или Zn, а также Zn с СН₃СООН - до пинакона (СН₃)₂С(ОН)С(ОН)(СН₃)₂. Атомы водорода легко замещаются при галогенировании, нитрозировании и т.п. Действием хлора и щелочи А. превращ. в хлороформ, к-рый взаимод. с А. с образованием хлорэтона (СН₃)₂С(ОН)СС1₃, применяемого как антисептик. А. окисляет вторичные спирты в присут. алкоголятов А1 до кетонов (р-ция Оппенауэра):

Вступает в альдольную конденсацию с образованием диацетонового спирта (СН₃)₂С(ОН)СН₂СОСН₃, а также в кротоновую конденсацию с образованием окиси мезитила (СН₃)₂С=СНСОСН₃,форона(СН₃)₂С=-СНСОСН=С(СН₃)₂ и мезитилена. В присут. сильной минер. к-ты А. алкилирует фенол с образованием дифенилолпропана (бисфенола А.) (НОС₆Н₄)₂С(СН₃)₂, присоединяет цианид-ион с образованием ацетонциангидрина (CH₃)₂C(OH)CN. При пиролизе (700°С) А. образуются кетен СН₂—С—О и метан.

В пром-сти А. получают преим. т. наз. кумольным способом одновременно с фенолом из бензола и пропилена через изопропилбензол (кумол) по схеме:

В ряде других пром. способов синтеза А. исходят из изопропанола:

1. Окисление в паровой фазе (кат. - металлич. Си, Ag, Ni или Pt):

Высокий выход А. (ок. 90%) достигается при использовании Ag, осажденного на пемзе, или серебряной сетки.

2. Автокаталитич. окисление в жидкой фазе при 90-140°С и 0,2-0,3 МПа:

Выход А. 95% от теоретического, Н₂О₂ 87%.

3. Дегидрирование в паровой фазе в присут. ZnO, осажденной на пемзе:

Степень превращ. изопропанола в А. при 225 °С составляет 84% при 380°С - 98%, при 525°С - 100%. Выход А. около 90%.

Новый пром. способ получения А. - прямое окисление пропилена в жидкой фазе в присут. PdCl₂ в среде водного р-ра солей Pd, Fe или Си при 50-120 °С и 5-10 МПа:

Выход А. 90%. Нек-рое значение сохранил способ получения А. брожением крахмала под влиянием бактерий Bacyllus acetobutylicus, превращающих крахмал в А. и бутанол (т. наз. ацетоновое брожение). Известны и др. способы получения:

Старый пром. метод получения А.-сухая перегонка (СН₃СОО)₂Са - потерял значение.

Для качеств. определения А. используют цветные р-ции, напр. с динитробензолом, нитропруссидом Na (реактив Легаля); для идентификации - кристаллич. производные А., напр. семикарбазон (т. пл. 187°С). Количественно А. определяют: 1) оксимированием:

образующийся НCl титруют щелочью; 2) титрованием р-ром КМnО₄ в щелочной среде (при этом А. окисляется до СО₂ и Н₂О).

А. - широко применяемый р-ритель орг. в-в, в первую очередь нитратов и ацетатов целлюлозы; благодаря сравнительно малой токсичности он используется также в пищ. и фармацевтич. пром-сти; А. служит также сырьем для синтеза уксусного ангидрида, кетена, диацетонового спирта, окиси, мезитила, метилизобутилкетона, метилметакрилата, дифенилолпропана, изофорона и многих др. соединений. Мировое произ-во А. ок. 3 млн. т/год (1980).

Для А. т. всп. -20°С, т. самовоспл. 500°С; КПВ 2,15-13,00%. А. при вдыхании накапливается в организме. Т.к. выводится из организма медленно, возможны хронич. отравления. ПДК 200 мг/м³.

Лит.: Кружалов Б. Д., Голованенко Б. И., Совместное получение фенола и ацетона, М, 1963; Теддер Дж., Нехватал А., Джубб А., Промышленная органическая химия, пер. с англ., М., 1977; Kirk-Othmer encyclopedia, 3 ed., v. 1. N.Y.. 1978, p. 179-91. Ю.Н.Юрьев.