2.化学性质
甲醛分子中含有醛基,具有典型的醛类的化学性质,同时又含有羰基碳原子键合的较为活泼的α–H,使甲醛的化学性质十分活泼,能参加与多种化学反应。在此只介绍几种重要的化学反应。
(1)加成反应
①在有机溶剂中,甲醛与烯烃在酸催化下发生加成反应,通过这种反应,可由单制备双烯烃,并增加一个碳原子,例如甲醛与异丁烯反应得到异戊二烯。
②在乙炔酮、乙炔银和乙炔汞催化剂存在下,单取代乙炔化合物与甲醛加成生成炔属醇(Reppe反应)。对乙炔来说,加上2mol甲醛,生成2-丁炔-1,4-二醇,2-丁炔-1,4-二醇进一步加氢生成重要的化学1,4-丁二醇。
③在碱性溶液中,甲醛和氰化氢反应生成氰基甲醇。
(2)缩合反应
甲醇除自身外,能和多种醛、醇、酚、胺等化合物发生缩合反应。缩合反应是甲醛最重要的化学反应。
①甲醛能发生自缩合反应,生成三聚甲醛或多聚甲醛。60%浓甲醛溶液在室温下长期放置就能自动聚合成三分子的环状聚合物。
②在NaOH溶液中,甲醛自身缩合生成羟基乙醛。HOCH3CHO它能进一步快速与甲醛缩合生成碳水化合物,俗称Formose反应。
③甲醛聚糖反应是已知的唯一一步合成碳水化合物的方法,它在生成多元醇和甲醛生物工程利用中具有潜在的重要意义。在RhCl(Ph3P)和叔胺催化体系的作用下,在120℃、3~12Mpa的条件下甲醛与合成气反应生成丙糖、戊糖和己糖。
④在碱性催化剂作用下,甲醛和酚首先发生加成反应。生成多羟基苯酚,生成多羟基苯酚受热后,可进一步缩合脱水,生成酚醛树脂。
⑤甲醛很容易和氨及胺发生缩合反应,生成链状或环状化合物。甲醛和氨在20~30℃条件下缩合生成辣亚甲基四胺,俗称乌洛托产品。
(3)分解反应
纯净干燥的甲醛气体能在80~100℃的条件下稳定存在,在300℃以下时,甲醛发生缓慢分解为CO和H2,400℃时分解速度加快,达到每分钟0.44%的分解速度。
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HCHO→CO+H2
(4)氧化还原反应
甲醛极易氧化成甲酸、进而氧化为CO2和H2O
O2 O2
HCHO→HCOOH→CO2+H2O
(5)羰基化反应
在钴或铑催化剂作用下,于110℃ 和13~15Mpa条件下,甲醛与合成气能进行羟基化反应生成乙醇醛,进一步加氢可以生成乙二醇,该反应也称甲醛氢甲酰化反应。
CH2O+CO+H2→HOCH2CHO
在羰基铑催化剂和卤化物促进剂的作用下,甲醛与合成气能进行同系化反应生成乙醛,进一步加氢生成乙醇。
1.5 产品用途
甲醛属于用途广泛、生产工艺简单、原料供应充足的大众化工产品,是甲醇下游产品中的主干,世界甲醇年产量已经超过2500万吨,其中30%左右的甲醇都用来生产甲醛。但甲醛是一种浓度较低的水溶液,从经济角度考虑不便于长距离运输,所以一般都在主消费市场附近设厂,进出口贸易也极少。甲醛除可直接用作消毒、杀菌、防腐剂外,主要用于有机合成、合成材料、涂料、橡胶、农药等行业,其衍生产品主要有多聚甲醛、聚甲醛、酚醛树酯、脲醛树酯、氨基树酯及乌洛托产品。1.6 原材料说明
原材料名称:甲醇1.物理性质
甲醇是最简单的饱和脂肪酸,分子式CH3OH,相对分子质量32.04,常温常压下,纯净的甲醇是无色透明、易挥发、可燃、略带醇香味的有毒液体。甲醇可以和水以及乙醇、乙醚等许多有机液体无限互溶,但不能与脂肪烃类化合物相互溶,甲醇蒸气和空气能形成爆炸性混合物,爆炸极限为6.0%~36.5%(体积)。
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