Двухосновные кислоты ряда бензола

Существуют три изомерные двухосновные кислоты ряда бензола: -фенилендикарбоновая кислота (фталевая кислота), -фенилендикарбоновая (терефталевая) и -фенилендикарбоновая (изофталевая):

Фталевая (-фенилендикарбоновая) кислота Кристаллическое вещество. При нагревании до 200-230 °С теряет молекулу воды и превращается во фталевый ангидрид:

Получается фталевая кислота обычно путем окисления нафталина или -ксилола. Пары нафталина при высокой температуре (около 450 °С) пропускают над катализатором, осажденным на окиси кремния. Образующаяся фталевая кислота теряет молекулу воды и превращается во фталевый ангидрид:

Окисление -ксилола проводят при температуре около 600 °С над катализатором осажденном на окиси алюминия:

Фталевый ангидрид — блестящие кристаллы с темп. пл. 131 °С. Очень реакдионноспособное соединение.

При действии аммиака на фталевый ангидрид образуется фталимид:

Фталимид — важное исходное вещество для синтеза красителей и различных других органических соединений.

Большое значение имеют продукты взаимодействия фталевого ангидрида с фенолами — фталеины. Широко известен, например, индикатор фенолфталеин:

Фенолфталеин — бесцветное соединение, способное изменять свою окраску в щелочной среде. В связи с этим фенолфталеин применяется в качестве индикатора на щелочи. В щелочной среде образуется соль (с разрывом кольца), причем одно из бензольных ядер приобретает хиноидное строение, что вызывает появление красного окрашивания:

Фенолфталеин под названием пурген применяют в медицине в качестве слабительного средства.

Терефталевая (-фенилендикарбонова) кислота. Аморфный порошок. При конденсации с этиленгликолем образует высокомолекулярный эфир, называемый полиэтилентерефталатом. Полиэтилентерефталат служит для получения синтетического волокна лавсан (стр. 350).

Существуют два промышленных способа получения терефталевой кислоты:

1. Окисление -ксилола.

2. Диспропорциониров&ние бензоата калия.

Окисление -ксилола проводится кислородом воздуха в жидкой фазе в присутствии катализатора (марганец или кобальт) и связанного брома:

Воздух пропускают через раствор -ксилола в уксусной кислоте, в которой терефталевая кислота нерастворима, а примеси, образующиеся при реакции, хорошо растворимь. Окисление проводят при температуре около и давлении около в окислительной колонне из хасталлоя (сплав

Диспропорционирование бензоата калия проводится в среде двуокиси углерода при в присутствии кадмиевых катализаторов:

При подкислении серной кислотой образуется терефталевая кислота:

Для получения полиэтилентерефталата требуется терефталевая кислота высшей степени очистки.

Диметиловый эфир терефтале вой кислоты кристаллическое вещество с темп, Применяется в значительных количествах для получения волокна лавсан.

Получение диметилового эфира терефталевой кислоты может быть осуществлено несколькими способами. Промышленным методом является окисление -ксилола по схеме:

Окисление -ксилола до -толуиловой кислоты проводят кислородом воздуха при 140 °С и давлении 5—6 кгс/см. Катализаторы процесса — соли кобальта или марганца. Далее полученную -толуиловую кислоту этерифицируют метиловым спиртом и образовавшийся метиловый эфир -толуиловой кислоты окисляют (в условиях, аналогичных окислению -ксилола) в неполный эфир терефталевой кислоты, который на последней стадии этерифицируют и получают полный эфир. Выход диметилового эфира терефталевой кислоты (считая на исходный ксилол) составляет около 85%.