1,4-Бутандио́л (1,4-бутиленгликоль), двухатомный алифатический спирт, HO(CH₂)₄OH.

Физико-химические свойства

Бесцветная гигроскопичная, почти без запаха жидкость, кристаллизующаяся при охлаждении; молярная масса 90,12 г/моль; t_пл 20,2 °C; t_кип 230,5 °C (при 101,3 кПа); плотность 1,017 г/см³ (при 20 °C). Хорошо растворим в воде, спиртах, кетонах (например, в ацетоне) и других полярных растворителях, умеренно – в простых эфирах, хлороформе; в углеводородах практически нерастворим.

Проявляет химические свойства гликолей. Взаимодействует с карбоновыми кислотами с образованием сложных эфиров. Этерификация дикарбоновыми кислотами и их производными приводит к образованию термопластичных сложных полиэфиров. Реакция 1,4-бутандиола с изоцианатами лежит в основе синтеза полиуретанов, с фосгеном – поликарбонатов. В результате дегидратации 1,4-бутандиола в кислой среде (например, в присутствии H₃PO₄) образуется тетрагидрофуран. Дегидрированием в присутствии катализаторов на основе меди (при 180–300 °C) получают гамма-бутиролактон. При нагревании до 200–400 °C взаимодействует с аммиаком или аминами (катализаторы на основе Co, Ni, Al и др.) с образованием пирролидина или его производных. Как и другие спирты, может быть винилирован ацетиленом до моно- или дивинилового эфира.

Малотоксичен; может вызывать раздражение кожи и слизистых оболочек. В организме метаболизируется до гамма-гидроксимасляной кислоты, которая оказывает тормозящее воздействие на центральную нервную систему (нейромедиатор), в связи с чем оборот 1,4-бутандиола в концентрации 15 % или более в Российской Федерации ограничен (Постановление Правительства РФ от 3 июня 2010 г. № 398 «О внесении изменений в перечень наркотических средств, психотропных веществ и их прекурсоров, подлежащих контролю в Российской Федерации»).

Получение

Наиболее распространённый промышленный метод получения основан на реакциях, разработанных В. Реппе в 1949 г. По Реппе, присоединением двух молекул формальдегида к ацетилену получают 2-бутин-1,4-бутиндиол (90–100 °C, катализатор – ацетиленид меди), который затем гидрируют до 1,4-бутандиола (70–140 °C, медно-никелевый катализатор). Для конкретных промышленных процессов составы катализаторов и температурные режимы могут несколько отличаться: например, в качестве катализатора гидрирования также используется никель Ренея.

Другие известные методы получения:

• гидрирование малеинового ангидрида, полученного при окислении бензола или н-бутана;

• гидроформилирование аллилового спирта, полученного либо окислением пропилена с последующей изомеризацией пропиленоксида, либо ацетоксилированием (введение ацетоксигруппы) пропилена с последующим гидролизом аллилацетата;

• взаимодействие бутадиена и уксусной кислоты с образованием 1,4-диацетокси-2-бутена, гидрирование до 1,4-диацетоксибутана и гидролиз до 1,4-бутандиола.

Мировые мощности по производству 1,4-бутандиола и его эквивалентов (тетрагидрофуран и гамма-бутиролактон) в 2018 г. составили около 4,5 млн т.

Применение

Используется как растворитель, промежуточный продукт в органическом синтезе и получении пластмасс. Является сырьём для производства полиуретанов, полиамидов и сложных полиэфиров (например, полибутилентерефталата); применяется для получения гамма-бутиролактона, тетрагидрофурана и др.