ацетон

АЦЕТОН (2-пропанон, диметилкетон) (от лат. acetum — уксус) CH₃COCH₃

мол. м. 58,079; летучая бесцветная жидкость с характерным запахом; т. пл. −94,6 °C, т. кип. 56,1 °C; d₄²⁰ 0,7920, n_D²⁰ 1,3588; η 0,36 мПа∙с (10 °C), 0,30 мПа∙с (30 С); 0,0237 Н/м (20 °C); t_крит 235,5 °C, p_крит 4,75 МПа; C⁰_p 749,3 Дж/(кмоль∙К); ΔH⁰_исп 29,1 кДж/моль (56,1 °C), ΔH⁰_сгор -1787кДж/моль, ΔH⁰_обр −216,5 кДж/моль (газ; 25 °C) и −248 кДж/моль (жидкость). Смешивается с водой и орг. растворителями, напр. эфиром, метанолом, этанолом, сложными эфирами.

А. обладает всеми хим. свойствами, характерными для алифатич. кетонов. Образует кристаллич. соед. с гидросульфитами щелочных металлов, напр. с NaHSO₃ — (CH₃)₂C(OH)SO₃Na. Только сильные окислители, напр. щелочной раствор KMnO₄ и хромовая кислота, окисляют А. до уксусной и муравьиной кислот и далее — до CO₂ и воды. Каталитически восстанавливается до изопропанола, амальгамами Mg или Zn, а также Zn с CH₃COOH — до пинакона (CH₃)₂С(OH)C(ОН)(CH₃)₂. Атомы водорода легко замещаются при галогенировании, нитрозировании и т. п. Действием хлора и щелочи А. превращ. в хлороформ, который взаимод. с А. с образованием хлорэтона (CH₃)₂С(OH)CCl₃, применяемого как антисептик. А. окисляет вторичные спирты в присутствии алкоголятов А1 до кетонов (реакция Оппенауэра):

Вступает в альдольную конденсацию с образованием диацетонового спирта (CH₃)₂С(OH)CH₂COCH₃, а также в кротоновую конденсацию с образованием окиси мезитила (CH₃)₂С=CHCOCH₃,форона(CH₃)₂С=-СНСОCH=C(CH₃)₂ и мезитилена. В присут. сильной минер. кислоты А. алкилирует фенол с образованием дифенилолпропана (бисфенола А.) (HOC₆H₄)₂С(CH₃)₂, присоединяет цианид-ион с образованием ацетонциангидрина (CH₃)₂C(OH)CN. При пиролизе (700 °C) А. образуются кетен CH₂—C—O и метан.

В промышленности 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. Cu, 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 °C и 0,2–0,3 МПа:

Выход А. 95% от теоретического, H₂O₂ 87%.

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

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

Новый пром. способ получения А. — прямое окисление пропилена в жидкой фазе в присутствии PdCl₂ в среде водного раствора солей Pd, Fe или Cu при 50–120 °C и 5–10 МПа:

Выход А. 90%. Некоторое 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 (CH₃COO)₂Са — потерял значение.

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

образующийся HCl титруют щелочью; 2) титрованием раствором KMnO₄ в щелочной среде (при этом А. окисляется до CO₂ и H₂O).

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

Для А. т. всп. −20 °C, т. самовоспл. 500 °C; 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}