醋酸乙烯是不飽和羧酸酯,其化學(xué)反應(yīng)主要涉及分子內(nèi)的不飽和鍵及羧基。
(1)聚合反應(yīng) 醋酸乙烯分子內(nèi)的C=C雙鍵很容易發(fā)生聚合反應(yīng),聚合是醋酸乙烯最重要的化學(xué)反應(yīng)。
該聚合反應(yīng)可以在光照、高能輻射、過(guò)氧化物、偶氮化合物、氧化還原體系和有機(jī)金屬化合物等引發(fā)下按自由基機(jī)理進(jìn)行,聚合可被芳香族化合物羥基、硝基或氨基化物、氧、醌、丁烯醛、銅鹽、硫及共軛雙烯化合物等所抑制。
工業(yè)上常用的聚合方法包括本體、懸浮、溶液和乳液聚合,常用的引發(fā)劑有過(guò)氧化苯甲酰、偶氮二異丁氰等。醋酸乙烯可與許多單體進(jìn)行共聚以制備許多有工業(yè)價(jià)值的共聚物,其共聚競(jìng)聚率見(jiàn)表4-3。
表4-3 醋酸乙烯(M1)和第二單體(M2)共聚竟聚率
共聚單體(M2) | 競(jìng)聚率(r1) | 競(jìng)聚率(r2) | 溫度/℃ |
丙烯酸 | 0.1 | 20 | 70 |
丙烯氰 | 0.061±0.013 | 4.05±0.3 | 60 |
丙烯酰胺 | 0.07 | 7.5 | 50 |
丙烯酸甲酯 | 0.029±0.01 | 6.7±2.2 | 60 |
丙烯酸正丁酯 | 0.039 | 5.53 | 50 |
甲基丙烯酸甲酯 | 0.015+0.01 | 20±3 | 60 |
甲基丙烯酸丁酯 | 0.13±0.015 | 62.10±3.80 | 60 |
乙烯 | 1.08±0.19 | 1.07±0.06 | 90 |
乙烯 | 1.12 | 0.16 | 60 |
乙烯 | 1.02±0.02 | 0.77±0.04 | 70 |
乙酸烯丙酯 | 1.00 | 0.70 | 60 |
乙酸異丙酯 | 1.00 | 1.00 | 75 |
順丁烯二酸酐 | 0.072 | 0.010 | |
氯乙烯 | 0.60±0.20 | 1.80±0.60 | 40 |
苯乙烯 | 0.01±0.01 | 55±10 | 60 |
三氯乙烯 | 0.66±0.04 | 0.01±0.01 | 60 |
(2)加成反應(yīng) 醋酸乙烯分子內(nèi)有雙鍵,能和許多化合物進(jìn)行加成反應(yīng),用來(lái)制備乙酸乙烯衍生物。
① 與鹵素加成 醋酸乙烯和鹵素加成,生成1,2-二鹵代醋酸乙烯。此反應(yīng)是醋酸乙烯化學(xué)分析溴量法的基礎(chǔ)。
CH3COOCH=CH2+Br2 → CH3COOCHBr—CH2Br
醋酸乙烯與乙醇、溴素反應(yīng)制得溴代乙醛縮二乙醇,這是藥物甲硫咪唑的中間體。
② 與鹵化氫加成 醋酸乙烯在較低溫度下可與鹵化氫發(fā)生加成反應(yīng)生成1-鹵代乙基醋酸酯,或與氰化氫發(fā)生加成反應(yīng)生成2-乙酰氧基丙腈:
CH3COOCH=CH2+HCl → CH3COOCHCl—CH3
CH3COOCH=CH2+HCN → CH3COOCHCN—CH3
2-乙酰氧基丙腈在加熱條件下可進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成丙烯腈和醋酸:
CH3COOCHCN—CH3 → CH3COOH+CH2=CHCN
③ 與乙酸或乙醛加成 醋酸乙烯與乙酸或乙醛加成形成高沸點(diǎn)物質(zhì),這是醋酸乙烯工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中高沸點(diǎn)副產(chǎn)物的來(lái)源之一。
醋酸乙烯與乙酸加成產(chǎn)物是高沸點(diǎn)的二醋酸1,1-亞乙酯:
CH3COOCH=CH2+CH3COOH → CH3CH(OOCCH3)2
醋酸乙烯與乙醛加成產(chǎn)物是它和兩分子乙醛縮合物:
④ 與鹵甲烷加成 醋酸乙烯和多鹵甲烷化合物反應(yīng)形成的加成產(chǎn)物帶有多鹵甲烷端基。這類(lèi)物質(zhì)可作為調(diào)聚劑。
CH3COOCH=CH2+CCl4 → CH3COOCHCl—CH2CCl3
⑤ 與硫醇或胺類(lèi)加成 硫醇或胺類(lèi)在Lewis酸催化作用下與醋酸乙烯加成反應(yīng)生成硫代或氨基醋酸酯:
CH2=CHOCOCH3+C4H9SH → C4H9SCH2CH2OCOCH3
CH2=CHOCOCH3+(C4H9)2NH → (C4H9)2NCH2CH2OCOCH3
醋酸乙烯和氨反應(yīng)的產(chǎn)物是乙醇胺和乙酰胺:
CH2=CHOCOCH3+2NH3 → CH3CH(OH)NH2+CH3CONH2
(3)水解反應(yīng) 醋酸乙烯在有酸或堿存在或加熱的條件下,可以發(fā)生水解反應(yīng),水解產(chǎn)物乙烯醇不穩(wěn)定,容易重排而生成醛:
醋酸乙烯的水解反應(yīng)可以在常溫下進(jìn)行,在酸性介質(zhì)中水解速度較慢,在堿性介質(zhì)中水速度較快,其水解速度可比飽和酯類(lèi)快1000倍。
(4)乙烯基轉(zhuǎn)移反應(yīng) 在強(qiáng)酸介質(zhì)中,以汞鹽為催化劑,醋酸乙烯和其它有機(jī)酸、醇或芳香族化合物反應(yīng),通過(guò)乙烯基轉(zhuǎn)移而生成相應(yīng)的乙烯基酯、醚類(lèi)或芳香族乙烯基化合物,如:
CH3COOCH=CH2+RCOOH → RCOOCH=CH2+CH3COOH
工業(yè)上常利用這個(gè)反應(yīng)制取一系列有機(jī)酸乙烯酯或醚類(lèi)以及芳香族乙烯基化合物。
(5)氧化反應(yīng) 在333.16K,乙酸鈀存在下,醋酸乙烯發(fā)生氧化反應(yīng),生成1,4-二乙酸基1,3-丁二烯以及大量的1,1,4-三乙酸基2-丁烯、1,1,4,4-四乙酸基丁烷、1-乙酸基-1,3-丁二烯。這些化合物是乙烯法工業(yè)生產(chǎn)醋酸乙烯過(guò)程中部分高沸點(diǎn)副產(chǎn)物的來(lái)源。