стирол

СТИРОЛ (винилбензол, фенилэтилен)

мол. м. 104,14; бесцветная жидкость с резким запахом; т. пл. −30,6 °C, т. кип. 145 °C; 0,9059; 1,5467; p_крит 3,81 МПа, t_крит 369 °C; η 0,763 мПа∙с (20 °C); γ 32,2 мН/м; уравнение температурной зависимости давления пара: lgp (Па) = 6,08201 + 1445,58/ /(209,43 + t); 178,56 кДж/(моль∙К); 10,3 кДж/моль, 36,9 кДж/моль, 74,5 кДж/моль, −147,36 кДж/моль, −4262,8 кДж/моль; (газ) 0,345 кДж/(моль∙К). Раств. в большинстве орг. растворителей; растворяет орг. соединения, в т. ч. полистирол и др. полимеры. Растворимость в воде 0,032% по объему (20 °C), воды в С.-0,07%. С водой образует азеотропную смесь (66% С. по массе, т, кип. 34,8 °C). С солями Cu(I) и Ag дает комплексные соед., которые обычно используют для выделения С. из разл. смесей или для его очистки.

Обладает свойствами ароматических соединений и олефтов. Присоединяет в боковую цепь Cl₂ и Br₂ с образованием моно- или дигалогенидов (реакцию с Br₂ в CCl₄ применяют для количеств, определения С.), с HBr, HCl и HCN дает продукты присоединения по правилу Марковникова. Легко окисляется; в зависимости от природы окислителя образует разл. продукты, напр.:

Гидратация С. в присутствии солей Hg(II) с послед. взаимод. с NaBH₄ приводит к α-фенилэтиловому спирту — важному продукту в парфюм. промышленности:

В присут. AlCl₃ взаимод. с бензолом с образованием 1,1-дифенилэтана.

Для С. характерна способность к быстрой термин, полимеризации в полистирол. Легко сополимеризуется с большинством виниловых сомономеров, напр. с акрилонитри-лом (см. АБС-пластик), α-метилстиролом, малеиновым ангидридом, бутадиеном (см. бутадиен-стирольные каучуки).

С. содержится в стираксе; найден в кам.-уг. и буро-угольной смолах, продуктах термин, деструкции орг. соед., продуктах крекинга и пиролиза углеводородных газов и нефтепродуктов.

Осн. пром. методы синтеза С.: 1) дегидрирование этил-бензола в присутствии Fe₂O₃, промотированного CrO₃, KOH(NaOH) или V₂O₅ в газовой фазе при 580–650 °C; реакция идет с поглощением тепла (ΔH 124 кДж/моль). Этим способом получают до 90% мирового производства С.

Процесс осуществляют в адиабатич. или изотермич. режиме. В первом случае энергоносителем служит перегретый до 800–900 °C — водяной пар, который смешивают с парами этилбензола в соотношении (10–14):1; при этом полученная смесь поступает на катализатор с температурой 640 °C, а уходит из зоны реакции с температурой 580 °C. Изотермич. процесс проводят в трубчатом реакторе при 580–610 °C; тепло подводят путем непрямого теплообмена реакц. массы с теплоносителем (дымовые газы, расплавы солей), что позволяет регулировать температуру реакции. Полученный С. очищают вакуумной дистилляцией с добавлением труднолетучих ингибиторов полимеризации (трет-бутилпирокатехин, гидрохинон).

2) Окисление этилбензола O₂ воздуха в гидропероксид с послед. взаимод. с пропиленом по реакциям:

3) Метатезис этилена со стильбеном, полученным окислением толуола в присутствии PbO₂ или Bi₂O₃, по реакциям:

С. может быть также получен димеризацией бутадиена с послед. окислит. дегидрированием получающегося 4-винилциклогексена:

С. — мономер в производстве полистирола (в т. ч. ударного полистирола и пенополистирола), АБС-пластиков, бута-диен-стирольных каучуков, термоэластопластов, сополимеров с акрилонитрилом, винилхлоридом; сополимеры с дивинилбензолом — сырье для ионообменных смол; реакционноспособный растворитель полиэфирных смол, модификатор алкидных смол.

Т. всп. 34,4 °C, т. воспл. 490 °C. Умеренно токсичен; вызывает раздражение слизистых оболочек верх. дыхат. путей, головную боль, расстройство центральной и вегетативной нервной системы. ПДК 5 мг/м³; ЛД₅₀ 5 г/кг (белые мыши, внутрижелудочно).

Объем мирового производства ок. 12 млн. т в год (1987). Осн. производящие страны-США, Япония, ФРГ, Нидерланды.

^{Лит.: Kirk-Othmer encyclopedia, 3 ed, v. 21, N. Y,-[а. о.], 1978, p. 770; Ulbnanns Encyklopadie, 4 Auff, Bd 22, Wemheim, 1982, S. 253–85.}

_{П. А. Гембицкий}