Epichlorhydrin - Epichlorohydrin

(±) -epichlorhydrin[1]
Skeletová struktura epichlorhydrinu
R-Epichlorohydrin - vypočteno-MP2-3D-koule.png
(R) -Epichlorhydrin
S-epichlorhydrin - vypočteno-MP2-3D-koule.png
(S) -Epichlorhydrin
Jména
Preferovaný název IUPAC
2- (Chlormethyl) oxiran
Ostatní jména
(Chlormethyl) oxiran
Epichlorhydrin
1-Chlor-2,3-epoxypropan
y-chlorpropylenoxid
Glycidylchlorid
Identifikátory
3D model (JSmol )
79785
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
Informační karta ECHA100.003.128 Upravte to na Wikidata
Číslo ES
  • 203-439-8
164180
KEGG
Číslo RTECS
  • TX4900000
UNII
UN číslo2023
Vlastnosti
C3H5ClO
Molární hmotnost92,52 g / mol
Vzhledbezbarvá kapalina
Zápachčesnek nebo chloroform -jako
Hustota1,1812 g / cm3
Bod tání −25,6 ° C (−14,1 ° F; 247,6 K)
Bod varu 117,9 ° C (244,2 ° F; 391,0 K)
7% (20 ° C)[2]
Tlak páry13 mmHg (20 ° C)[2]
Nebezpečí
Bezpečnostní listExterní bezpečnostní list
Piktogramy GHSGHS02: HořlavýGHS05: ŽíravýGHS06: ToxickýGHS07: Zdraví škodlivýGHS08: Nebezpečí pro zdraví
Signální slovo GHSNebezpečí
H226, H301, H311, H314, H317, H331, H350
P201, P202, P210, P233, P240, P241, P242, P243, P260, P261, P264, P270, P271, P272, P280, P281, P301 + 310, P301 + 330 + 331, P302 + 352, P303 + 361 + 353, P304 + 340, P305 + 351 + 338, P308 + 313, P310, P311
NFPA 704 (ohnivý diamant)
Bod vzplanutí 32 ° C (90 ° F; 305 K)
Výbušné limity3.8–21%[2]
Smrtelná dávka nebo koncentrace (LD, LC):
3617 ppm (krysa, 1 hod)
2165 ppm (krysa, 1 hod)
250 ppm (krysa, 8 hodin)
244 ppm (krysa, 8 hodin)
360 ppm (krysa, 6 hodin)[3]
250 ppm (krysa, 4 hodiny)[3]
NIOSH (Limity expozice USA pro zdraví):
PEL (Dovolený)
PEL (časově vážený průměr) 5 ppm (19 mg / m3) [kůže][2]
REL (Doporučeno)
Karcinogen[2]
IDLH (Okamžité nebezpečí)
Ca [75 ppm][2]
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
šekY ověřit (co je šekY☒N ?)
Reference Infoboxu

Epichlorhydrin (zkráceně ECH) je organochlorová sloučenina a epoxid. Přes své jméno to není halohydrin. Je to bezbarvá kapalina s pronikavým zápachem podobným česneku, mírně rozpustná ve vodě, ale mísitelný s většinou polární organický rozpouštědla.[4] Je to chirální molekula obecně existující jako a racemická směs praváka i leváka enantiomery. Epichlorhydrin je vysoce reaktivní elektrofilní sloučenina a používá se při výrobě glycerol, plasty, epoxidová lepidla a pryskyřice, epoxidová ředidla a elastomery.

Výroba

Epichlorhydrin se tradičně vyrábí z allylchlorid ve dvou krocích, počínaje přidáním kyselina chlorná, což poskytuje směs dvou izomerní alkoholy:[5][6]

Epichlorohydrin-manufacturing-step1-2D-skeletal.png

Ve druhém kroku se na tuto směs působí bází, čímž se získá produkt epoxid:

Výroba epichlorhydrinu-step2-2D-skeletal.png

Tímto způsobem se ročně vyrobí více než 800 000 tun (1997) epichlorhydrinu.[7]

Glycerolové cesty

Epichlorhydrin byl poprvé popsán v roce 1848 autorem Marcellin Berthelot. Sloučenina byla izolována během studií reakcí mezi glycerolem a plynnými chlorovodík.[8]

Reminiscencí na Berthelotův experiment byly komercializovány rostliny glycerol-k-epichlorhydrinu (GTE). Tato technologie vydělává na dostupnosti levného glycerolu z biopaliva zpracovává se.[9] V procesu vyvinutém společností Dow Chemical glycerol prochází dvěma substituční reakce při působení chlorovodíku v přítomnosti a karboxylová kyselina katalyzátor. Jedná se o stejný meziprodukt, který se tvoří v procesu allylchlorid / kyselina chlorná, a rovněž se poté zpracuje s bází za vzniku epichlorhydrinu.[10]

GTE-Prozess.svg

Jiné trasy

Trasy, které zahrnují méně chlorovaných meziproduktů, nadále přitahovaly zájem. Jeden takový proces vyžaduje epoxidace allylchloridu.[11]

Aplikace

Syntéza glycerolu a epoxidových pryskyřic

Epichlorhydrin se převádí hlavně na bisfenol A diglycidylether, stavební kámen při výrobě epoxidové pryskyřice.[12] Je také předchůdcem monomerů pro jiné pryskyřice a polymery. Další použití je převod na syntetický glycerol. Nicméně, rychlý nárůst bionafta Výroba, kde je glycerol odpadním produktem, vedla k nadbytku glycerolu na trhu, což činí tento proces neekonomickým. Syntetický glycerol se nyní používá pouze v citlivých farmaceutických a biotechnologických aplikacích, kde jsou velmi vysoké standardy kvality.[13]

Drobné a specializované aplikace

Epichlorhydrin je univerzálním prekurzorem při syntéze mnoha organických sloučenin. Například se převede na glycidyl dusičnan, energetické pojivo používané ve výbušných a hnacích směsích.[14] Epichlorhydrin reaguje s dusičnanem alkalického kovu, jako je např dusičnan sodný, produkující glycidylnitrát a chlorid alkalického kovu. Používá se jako rozpouštědlo pro celulóza, pryskyřice a barvy, a našel použití jako fumigant hmyzu.[15]

Polymery vyrobené z epichlorhydrinu, např. Polyamid-epichlorhydrinové pryskyřice, se používají při výrobě papíru a v potravinářském průmyslu k výrobě čaj tašky, káva filtry a klobásy / salámy a také čištění vody.[16]

Důležitou biochemickou aplikací epichlorhydrinu je jeho použití jako síťovacího činidla pro výrobu chromatografických pryskyřic Sephadex s vylučovací velikostí z dextranů.[17]

Bezpečnost

Epichlorhydrin je klasifikován několika mezinárodními agenturami a skupinami pro výzkum zdraví jako pravděpodobný nebo pravděpodobný karcinogen u lidí.[18][19][20] Dlouhodobá perorální konzumace vysokých hladin epichlorhydrinu může mít za následek žaludeční potíže a zvýšené riziko rakoviny.[21] Expozice epichlorhydrinu na pracovišti vdechováním může mít za následek podráždění plic a zvýšené riziko rakoviny plic.[22]

Reference

  1. ^ Index společnosti Merck, 12. vydání, 3648.
  2. ^ A b C d E F NIOSH Kapesní průvodce chemickými nebezpečími. "#0254". Národní institut pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci (NIOSH).
  3. ^ A b "Epichlorhydrin". Koncentrace bezprostředně nebezpečné pro život a zdraví (IDLH). Národní institut pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci (NIOSH).
  4. ^ „Informační list pro spotřebitele EPA“. Epa.gov. Citováno 2011-12-02.
  5. ^ Braun, G. (1936). "Epichlorohydrin a Epybromohydrin". Organické syntézy. 16: 30. doi:10.15227 / orgsyn.016.0030.
  6. ^ Guenter Sienel; Robert Rieth; Kenneth T. Rowbottom. „Epoxidy“. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002 / 14356007.a09_531.
  7. ^ Ludger Krähling; Jürgen Krey; Gerald Jakobson; Johann Grolig; Leopold Miksche. "Allylové sloučeniny". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002 / 14356007.a01_425.
  8. ^ Berthelot, Marcellin (1854). „Sur les combinaisons de la glycérine avec les acides et sur la synthèse des principes immédiats des graisses animaux“. Ann. Chim. Phys. Serie 3. 41: 216–319. Archivovány od originál dne 02.04.2015. Citováno 2015-03-02.
  9. ^ Doris de Guzman (2011-01-20). „Pěstování rostlin glycerinu na ECH“. ICIS Green Chemicals.
  10. ^ Bell, Bruce M .; Briggs, John R .; Campbell, Robert M .; Chambers, Susanne M .; Gaarenstroom, Phil D .; Hippler, Jeffrey G .; Hook, Bruce D .; Kearns, Kenneth; et al. (2008). "Glycerin jako obnovitelná surovina pro výrobu epichlorhydrinu. Proces GTE" (PDF). CLEAN - Půda, vzduch, voda. 36 (8): 657. doi:10.1002 / člen 200800067. Archivovány od originál (dotisk celého textu) dne 18. 7. 2012. Citováno 2012-03-05.
  11. ^ Jun Li, Gongda Zhao, Shuang Gao, Ying Lv, Jian Li a Zuwei Xi (2006). „Epoxidace chloridu allylu na epichlorhydrin reverzibilním katalyzátorem na nosiči s H2O2 za podmínek bez rozpouštědel“. Org. Process Res. Dev. 10 (5): 876–880. doi:10.1021 / op060108k.CS1 maint: používá parametr autoři (odkaz)
  12. ^ Pham, Ha Q .; Marks, Maurice J. (2012). "Epoxidové pryskyřice". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002 / 14356007.a09_547.pub2. ISBN  978-3527306732.
  13. ^ Taylor, Phil (16. října 2008). „Syntetický glycerin je zpět (ale nikdy nezmizel)!“. In-Pharma technolog. Citováno 29. listopadu 2018.
  14. ^ Gould, R.F. Advanced Propellant Chemistry, ACS Chemistry Series 54, 1966
  15. ^ „Předměstské laboratoře pro testování vody: Informační list o epichlorhydrinu“. H2otest.com. Archivovány od originál dne 2012-04-05. Citováno 2011-12-02.
  16. ^ „Government of Canada Chemical Substances: Oxirane, (chloromethyl) - (Epichlorohydrin) CAS registrační číslo 106-89-8“. Citováno 2013-05-07.
  17. ^ „GE Healthcare Life Sciences - Pokyny pro média Sephadex“. .gelifesciences.com. Archivovány od originál dne 2012-02-18. Citováno 2011-12-02.
  18. ^ „Integrovaný informační systém o riziku EPA: Epichlorhydrin (CASRN 106-89-8)“. Citováno 2013-05-07.
  19. ^ „Vláda Kanady: Screeningové hodnocení pro epichlorhydrin“. Citováno 2013-05-07.
  20. ^ „Kapesní průvodce chemickými riziky NIOSH - epichlorhydrin“. Citováno 2013-09-20.
  21. ^ "Základní informace o epichlorhydrinu v pitné vodě". Citováno 2013-05-07.
  22. ^ „Vláda Kanady: Screeningové hodnocení pro epichlorhydrin“. Citováno 2013-05-07.