Izobutylén, tiež známy ako 2-metylpropén, je významný uhľovodík so širokým spektrom priemyselných aplikácií. Ako spoľahlivý dodávateľ izobutylénu dobre poznám jeho vlastnosti a vzťahy s inými uhľovodíkmi. V tomto blogu preskúmame, ako súvisí izobutylén s inými uhľovodíkmi z rôznych aspektov, vrátane jeho štruktúry, chemických reakcií a priemyselného využitia.
Štrukturálne vzťahy
Izobutylén má molekulový vzorec (C_4H_8) a štruktúrny vzorec ((CH_3)_2C = CH_2). Patrí do rodiny alkénov, čo sú uhľovodíky obsahujúce aspoň jednu dvojitú väzbu uhlík - uhlík. Pri porovnaní jeho štruktúry s inými uhľovodíkmi môžeme vidieť niekoľko zaujímavých vzťahov.
S inými alkénmi
Medzi buténovými izomérmi je izobutylén jednou zo štyroch možných štruktúr. Ďalšie tri sú 1-butén ((CH_2=CHCH_2CH_3)), cis-2-butén ((CH_3CH = CHCH_3) s metylovými skupinami na rovnakej strane dvojitej väzby) a trans-2-butén ((CH_3CH = CHCH_3) s metylovými skupinami na opačných stranách dvojitej väzby). Tieto izoméry majú rovnaký molekulový vzorec (C_4H_8), ale odlišné štruktúrne usporiadanie. Prítomnosť dvoch metylových skupín na jednom z uhlíkov s dvojitou väzbou v izobutyléne mu dáva jedinečné fyzikálne a chemické vlastnosti v porovnaní s inými izomérmi buténu. Napríklad izobutylén má nižší bod varu ((-6,9^{\circ}C)) ako 1-butén ((-6,3^{\circ}C)), cis-2-butén ((3,7^{\circ}C)) a trans-2-butén ((0,9^{\circ}C)), čo vďaka svojej dostupnejšej štruktúre znižuje medzimolekulárne sily.
S alkánom
Izobutylén môže byť koncepčne príbuzný s alkánmi. Ak hydrogenujeme izobutylén, dostaneme izobután (((CH_3)_3CH)). Pridanie vodíka cez dvojitú väzbu v izobutyléne prevedie nenasýtený alkén na nasýtený alkán. Táto reakcia je príkladom hydrogenačnej reakcie, ktorá sa bežne používa v ropnom priemysle na premenu nenasýtených uhľovodíkov na stabilnejšie nasýtené. Vzťah medzi izobutylénom a izobutánom tiež ukazuje rozdiel v reaktivite medzi alkénmi a alkánmi. Alkény ako izobutylén sú reaktívnejšie v dôsledku prítomnosti dvojitej väzby, ktorá môže podliehať adičným reakciám, zatiaľ čo alkány ako izobután sú za normálnych podmienok relatívne inertné.
Chemické reakčné vzťahy
Izobutylén sa zúčastňuje rôznych chemických reakcií a mnohé z týchto reakcií súvisia s reakciami iných uhľovodíkov.
Polymerizácia
Izobutylén môže podliehať polymerizačným reakciám. Keď izobutylén polymerizuje, tvorí polyizobutylén. Táto reakcia je podobná polymerizácii iných alkénov. Napríklad etylén ((CH_2=CH_2)) polymerizuje za vzniku polyetylénu a propylén ((CH_3CH = CH_2)) polymerizuje za vzniku polypropylénu. Mechanizmus polymerizácie izobutylénu je často katiónová polymerizácia, ktorá sa líši od radikálovej polymerizácie bežne používanej pre etylén a propylén. Jedinečná štruktúra izobutylénu s dvoma metylovými skupinami na jednom z uhlíkov s dvojitou väzbou stabilizuje karbokationtový medziprodukt vytvorený počas katiónovej polymerizácie. Polyizobutylén má v porovnaní s polyetylénom a polypropylénom odlišné vlastnosti, ako je lepšia pružnosť a nepriepustnosť pre plyny, vďaka čomu je vhodný pre aplikácie, ako sú tmely a gumové výrobky.
Oxidačné reakcie
Izobutylén môže byť oxidovaný a jeho oxidačné reakcie sú podobné reakciám iných uhľovodíkov. Napríklad, keď sa izobutylén oxiduje kyslíkom v prítomnosti katalyzátora, môže vytvárať metakroleín a prípadne kyselinu metakrylovú. Podobné oxidačné reakcie sa vyskytujú aj s inými alkénmi. Napríklad propylén možno oxidovať na akroleín a potom na kyselinu akrylovú. Tieto oxidačné produkty sú dôležité monoméry na výrobu polymérov, ako je poly(metylmetakrylát) (PMMA) z kyseliny metakrylovej a kyselina poly(akrylová) z kyseliny akrylovej.
Alkylačné reakcie
Izobutylén sa môže zúčastniť alkylačných reakcií. V prítomnosti silne kyslého katalyzátora môže izobutylén reagovať s izobutánom za vzniku alkylátu, čo je vysokooktánová zložka v benzíne. Táto alkylačná reakcia tiež súvisí s reakciami iných uhľovodíkov. Napríklad iné alkény môžu reagovať s alkánmi v alkylačných reakciách za vzniku rôznych alkylovaných produktov. Alkylácia izobutylénu izobutánom je dôležitým procesom v priemysle rafinácie ropy na zlepšenie kvality benzínu.
Vzťahy s priemyselným využívaním
Priemyselné využitie izobutylénu úzko súvisí s využitím iných uhľovodíkov.
V gumárenskom priemysle
Izobutylén je kľúčovou surovinou na výrobu butylkaučuku. Butylkaučuk sa vyrába kopolymerizáciou izobutylénu s malým množstvom izoprénu ((CH_2=C(CH_3)CH = CH_2)). Izoprén je ďalším dôležitým uhľovodíkom v gumárenskom priemysle, pretože je monomérom pre prírodný kaučuk a syntetický polyizoprénový kaučuk. Kombinácia izobutylénu a izoprénu v butylkaučuku mu dáva vynikajúcu vzduchovú nepriepustnosť a chemickú odolnosť, vďaka čomu je ideálny pre aplikácie, ako sú duše pneumatík. Iné uhľovodíky ako styrén ((C_6H_5CH = CH_2)) sa tiež používajú v gumárenskom priemysle na výrobu styrén-butadiénového kaučuku (SBR) kopolymerizáciou s butadiénom ((CH_2=CHCH = CH_2)).
Pri výrobe chemických medziproduktov
Izobutylén sa používa na výrobu rôznych chemických medziproduktov a tieto výrobné procesy súvisia s procesmi výroby iných uhľovodíkov. Napríklad terc-butylalkohol (TBA) možno vyrobiť reakciou izobutylénu s vodou v prítomnosti kyslého katalyzátora. Podobne môžu iné alkény reagovať s vodou za vzniku alkoholov. Propylén môže reagovať s vodou za vzniku izopropylalkoholu. Tieto alkoholy sú dôležité rozpúšťadlá a chemické medziprodukty v chemickom priemysle.
Ak máte záujem o kúpu vysoko kvalitného izobutylénu pre vaše priemyselné potreby, sme tu, aby sme vám pomohli. Naša spoločnosť ponúkaIzobutylén CAS:115 - 11 - 7 Na sklade Rýchle doručenie. Sme tiež aVýrobca izobutylénu v Číne na sklade, zabezpečujúci stabilný prísun 2 - metylpropénu, známeho aj ako2 - metylpropén. Pre viac informácií a začatie rokovaní o obstarávaní nás neváhajte kontaktovať.
Referencie
- "Organická chémia" od Pauly Yurkanis Bruice.
- "Príručka na rafináciu ropy" od Jamesa G. Speighta.
- "Gumová technológia" od Maurice Mortona.