Ethylene Oxide Là Gì? - Hóa Chất Thí Nghiệm

Ethylene oxide (Etylen oxit) là một hợp chất hữu cơ có công thức C2H4O. Nó là một ete mạch vòng và epoxit đơn giản nhất: một vòng ba bao gồm một nguyên tử oxy và hai nguyên tử cacbon. Etylen oxit là một chất khí không màu và dễ cháy, có mùi ngọt nhẹ. Etylen oxit là đồng phân với axetanđehit và với rượu vinyl. Etylen oxit được sản xuất công nghiệp bằng cách oxi hóa etylen với sự có mặt của chất xúc tác bạc.

Khả năng phản ứng gây ra nhiều mối nguy hiểm của ethylene oxide cũng làm cho nó trở nên hữu ích. Mặc dù quá nguy hiểm đối với việc sử dụng trực tiếp trong gia đình và thường không quen thuộc với người tiêu dùng, nhưng ethylene oxide được sử dụng để sản xuất nhiều sản phẩm tiêu dùng cũng như các chất trung gian và hóa chất không sử dụng trực tiếp cho con người.

Các sản phẩm này bao gồm chất tẩy rửa, chất làm đặc, dung môi, chất dẻo và các hóa chất hữu cơ khác nhau như ethylene glycol, ethanolamines, glycol đơn giản và phức tạp, polyglycol ete và các hợp chất khác. Nó là một nguyên liệu thô quan trọng với các ứng dụng đa dạng, bao gồm sản xuất các sản phẩm như polysorbate 20 và polyethylene glycol (PEG) thường hiệu quả hơn và ít độc hại hơn so với các vật liệu thay thế. Ở nhiệt độ phòng, nó là một loại khí dễ cháy, gây ung thư, gây đột biến, kích thích và gây mê.

Ethylene oxide là một chất khử trùng bề mặt được sử dụng rộng rãi trong bệnh viện và ngành công nghiệp thiết bị y tế để thay thế hơi nước trong quá trình khử trùng các dụng cụ và thiết bị nhạy cảm với nhiệt, chẳng hạn như ống tiêm nhựa dùng một lần. Nó rất dễ cháy và cực kỳ dễ nổ nên nó được sử dụng như một thành phần chính của vũ khí nhiệt áp; do đó, nó thường được xử lý và vận chuyển như một chất lỏng được làm lạnh để kiểm soát tính chất nguy hiểm của nó

Nguồn gốc lịch sử

Ethylene oxide được báo cáo lần đầu tiên vào năm 1859 bởi nhà hóa học người Pháp Charles-Adolphe Wurtz, người đã điều chế nó bằng cách xử lý 2-chloroethanol với kali hydroxit:

Cl – CH2CH2 – OH + KOH → (CH2CH2) O + KCl + H2O

Wurtz đo điểm sôi của ethylene oxide là 13,5 ° C (56,3 ° F), cao hơn một chút so với giá trị hiện tại và phát hiện ra khả năng phản ứng của ethylene oxide với axit và muối của kim loại. Wurtz đã nhầm tưởng rằng etylen oxit có các đặc tính của một bazơ hữu cơ. Quan niệm sai lầm này vẫn tồn tại cho đến năm 1896 khi Georg Bredig phát hiện ra rằng ethylene oxide không phải là chất điện phân. Rằng nó khác với các ete khác – đặc biệt bởi xu hướng tham gia vào các phản ứng cộng, đặc trưng của các hợp chất không bão hòa – đã là một vấn đề tranh luận từ lâu. Cấu trúc tam giác dị vòng của ethylene oxide được đề xuất vào năm 1868 hoặc sớm hơn.

Quá trình tổng hợp năm 1859 của Wurtz từ lâu vẫn là phương pháp điều chế ethylene oxide duy nhất, mặc dù đã có nhiều nỗ lực, bao gồm cả chính Wurtz, để sản xuất ethylene oxide trực tiếp từ ethylene. Chỉ đến năm 1931, nhà hóa học người Pháp Theodore Lefort mới phát triển phương pháp oxy hóa trực tiếp ethylene với sự có mặt của chất xúc tác bạc. Kể từ năm 1940, hầu hết tất cả các sản xuất công nghiệp của ethylene oxide đều dựa vào quá trình này. Tiệt trùng bằng ethylene oxide để bảo quản gia vị đã được cấp bằng sáng chế vào năm 1938 bởi nhà hóa học người Mỹ Lloyd Hall. Ethylene oxide đã đạt được tầm quan trọng trong công nghiệp trong Chiến tranh thế giới thứ nhất như là tiền thân của cả chất làm mát ethylene glycol và khí mù tạt của vũ khí hóa học.

Ứng dụng của Ethylen Oxide

Ethylene oxide là một trong những nguyên liệu quan trọng nhất được sử dụng trong sản xuất hóa chất quy mô lớn. Hầu hết ethylene oxide được sử dụng để tổng hợp ethylene glycol, bao gồm diethylene glycol và triethylene glycol, chiếm tới 75% lượng tiêu thụ toàn cầu. Các sản phẩm quan trọng khác bao gồm ete etylen glycol, etanolamin và etoxylat. Trong số các glycol, ethylene glycol được sử dụng làm chất chống đông, trong sản xuất polyester và polyethylene terephthalate (PET – nguyên liệu cho chai nhựa), chất làm mát lỏng và dung môi.

Polyethyleneglycols được sử dụng trong nước hoa, mỹ phẩm, dược phẩm, chất bôi trơn, chất pha loãng sơn và chất làm dẻo. Ete etylen glycol là một phần của dầu phanh, chất tẩy rửa, dung môi, sơn mài và sơn. Các sản phẩm khác của etylen oxit. Ethanolamines được sử dụng trong sản xuất xà phòng và chất tẩy rửa và để lọc khí tự nhiên. Etoxylat là sản phẩm phản ứng của etylen oxit với rượu, axit hoặc amin cao hơn. Chúng được sử dụng trong sản xuất chất tẩy rửa, chất hoạt động bề mặt, chất nhũ hóa và chất phân tán.