Ethenon - Ethenone

Ethenon
Strukturní vzorec
Model vyplňující prostor
Jména
Preferovaný název IUPAC
Ethenon[1]
Ostatní jména
Ketene
Karbometen
Keto-ethylen
Identifikátory
3D model (JSmol )
1098282
ChEBI
ChemSpider
Informační karta ECHA100.006.671 Upravte to na Wikidata
Číslo ES
  • 207-336-9
Číslo RTECS
  • OA7700000
UNII
Vlastnosti
C2H2Ó
Molární hmotnost42,037 g / mol
VzhledBezbarvý plyn
Zápachpronikavý
Hustota1,93 g / cm3
Bod tání −150,5 ° C (−238,9 ° F; 122,6 K)
Bod varu -56,1 ° C (-69,0 ° F; 217,1 K)
rozkládá se
Rozpustnostrozpustný v aceton
ethanol
ethylether
aromatický rozpouštědla
halogenované uhlovodíky
Tlak páry> 1 atm (20 ° C)[2]
1.4355
Termochemie
51,75 J / K mol
-87,24 kJ / mol
Nebezpečí
Bezpečnostní listExterní bezpečnostní list
NFPA 704 (ohnivý diamant)
Bod vzplanutí -107 ° C (-161 ° F; 166 K)
Výbušné limity5.5-18%
Smrtelná dávka nebo koncentrace (LD, LC):
1300 mg / kg (orálně, potkan)
17 ppm (myš, 10 min)[3]
23 str./min (myš, 30 min)
53 ppm (králík, 2 hodiny)
53 ppm (morče, 2 hodiny)
750 ppm (kočka, 10 min)
200 ppm (opice, 10 min)
50 ppm (myš, 10 min)
1000 ppm (králík, 10 min)[3]
NIOSH (Limity expozice USA pro zdraví):
PEL (Dovolený)
PEL 0,5 ppm (0,9 mg / m3)[2]
REL (Doporučeno)
PEL 0,5 ppm (0,9 mg / m3) ST 1,5 ppm (3 mg / m.)3)[2]
IDLH (Okamžité nebezpečí)
5 ppm[2]
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
☒N ověřit (co je šekY☒N ?)
Reference Infoboxu

Ethenon je formální název pro keten, an organická sloučenina se vzorcem C.2H2O nebo H2C = C = O. Je to nejjednodušší člen keten třída. Je to tautomer ještě méně stabilní ethynol.

Vlastnosti

Ethenon je vysoce reaktivní plyn (at standardní podmínky ) a má ostrý dráždivý zápach. Je dostatečně stabilní pouze při nízkých teplotách (-80 ° C). Musí být proto vždy připraven pro každé použití a okamžitě zpracován, jinak dimerizace na diketen nebo reaguje na polymery, se kterými je obtížné manipulovat. Obsah polymeru vytvořeného během přípravy se sníží například přidáním oxidu siřičitého do plynného ketenu.[4] Vzhledem ke svým kumulativním dvojným vazbám je ethenon vysoce reaktivní a reaguje při adiční reakci s H-kyselými sloučeninami na odpovídající deriváty kyseliny octové. Reaguje například s vodou na kyselinu octovou nebo s hlavní nebo sekundární aminy na odpovídající acetamidy.

Ethenon je vysoce jedovatý; jeho toxicita je asi osmkrát vyšší než toxicita fosgen.[5]

Ethenon má tendenci spontánně polymerovat. Kontakt s peroxidem vodíku vede k explozivní reakci. Se vzduchem může tvořit výbušnou směs.

Je rozpustný v aceton, ethanol, ethylether, aromatický rozpouštědla a halogenované uhlovodíky.

Příprava

Ethenon objevil současně Hermann Staudinger (reakcí bromacetylbromid s metalickým zinek )[6][7]

Syntéza ethenonu z bromacetylbromidu.png

a tím Norman T. M. Wilsmore (tepelným rozkladem anhydridu kyseliny octové).[8]

Syntéza ethenonu z anhydridu kyseliny octové.png

Ethenon se vyrábí ve velkém průmyslově pro použití při výrobě anhydrid kyseliny octové. Může být připraven pyrolýza z aceton, a to byl dříve hlavní průmyslový proces. Při průchodu par acetonu vyhřívanými trubkami nebo elektricky ohřívaným kovem (např měď ) vodiče při 500-600 ° C v přítomnosti malého množství sirouhlík (CS2), aceton se rozkládá na metan a ethenon, s 95% výtěžkem.[9][10]

Syntéza ethenonu z acetonu.png

V průmyslové chemii byla ketonová pyrolýza do značné míry nahrazena dehydratací octová kyselina (reakce Schmidlin-Bergman-Wilsmore).[11]

Syntéza ethenonu z kyseliny octové.png

Přirozený výskyt

Bylo pozorováno, že ethenon se vyskytuje v prostoru, v kometách nebo v plynu jako součást mezihvězdného média.[12]

Použití

Ethenon se používá k výrobě anhydrid kyseliny octové z octová kyselina. Obecně se používá pro acetylace chemických sloučenin.[5]

Reakce s acetamidem, ethylacetátem, kyselinou octovou a anhydridem kyseliny octové
Mechanismus výše uvedených reakcí

Ethenon reaguje s methanal v přítomnosti katalyzátorů, jako jsou Lewisovy kyseliny (AlCl3, ZnCl2 nebo BF3) dát β-propiolakton.[13] Technicky nejvýznamnějším využitím ethenonu je syntéza kyselina sorbová reakcí s 2-butenal (krotonaldehyd) v toluen při asi 50 ° C v přítomnosti zinečnatých solí karboxylových kyselin s dlouhým řetězcem. Tím vznikne a polyester 3-hydroxy-4-hexenové kyseliny, která je tepelně[14] nebo hydrolyticky depolymerizován na kyselinu sorbovou.

Ethenon je velmi reaktivní, má sklon reagovat nukleofily založit acetylová skupina. Například reaguje s vodou za vzniku octová kyselina;[15] s kyselinou octovou za vzniku anhydrid kyseliny octové; s amoniakem a aminy za vzniku ethanamidů;[16] a se suchým halogenovodíky za vzniku acetylhalogenidů.[17]

K tvorbě kyseliny octové pravděpodobně dochází počátečním vznikem 1,1-dihydroxyethen, který pak tautomerizuje dát konečný produkt.[18]

Ethenon bude také reagovat sám se sebou prostřednictvím [2 + 2] photocycloaditions tvořit cyklicky dimery známý jako diketeny. Z tohoto důvodu by neměl být skladován po dlouhou dobu.[19]

Nebezpečí

Vystavení koncentrovaným úrovním způsobuje, že lidé zažívají podráždění částí těla, jako je oko, nos, hrdlo a plíce. Rozšířené testy toxicity na myších, potkanech, morčatech a králících ukázaly, že desetiminutové expozice koncentracím čerstvě vytvořeného ethenonu již od 0,2 mg / litr (116 ppm ) může způsobit vysoké procento úmrtí malých zvířat. Tato zjištění ukazují, že etenon je toxikologicky identický s fosgen.[20]

Tvorba ketenu v pyrolýza z acetát vitaminu E., přísada některých e-kapalina je jedním z možných mechanismů hlášeného poškození plic[21] způsobené používáním elektronických cigaret.[22]Řada patentů popisuje katalytickou tvorbu ketenu z karboxylových kyselin a acetátů za použití různých kovů nebo keramiky, o nichž je známo, že některé se vyskytují v zařízeních elektronických cigaret u pacientů s poškozením plic způsobeným používáním elektronických cigaret nebo vapingu. (EVALI).[23][24]

Limity expozice na pracovišti jsou stanoveny na 0,5 ppm (0,9 mg / m3) přes osmhodinový časově vážený průměr.[25] An IDLH limit je stanoven na 5 ppm, protože se jedná o nejnižší koncentraci, která je produktem klinicky relevantní fyziologické odpovědi u lidí.[26]

Reference

  1. ^ „Přední záležitost“. Nomenklatura organické chemie: Doporučení IUPAC a preferovaná jména 2013 (modrá kniha). Cambridge: Královská společnost chemie. 2014. s. 723. doi:10.1039 / 9781849733069-FP001. ISBN  978-0-85404-182-4.
  2. ^ A b C d NIOSH Kapesní průvodce chemickými nebezpečími. "#0367". Národní institut pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci (NIOSH).
  3. ^ A b "Ketene". Koncentrace bezprostředně nebezpečné pro život a zdraví (IDLH). Národní institut pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci (NIOSH).
  4. ^ EP 0377438 R. Bergamin a kol., Vydaný 11. 6. 1990, přidělen společnosti Lonza AG 
  5. ^ A b Vstup na Diketen. na: Römpp online. Georg Thieme Verlag, vyvolány 16. června 2014.
  6. ^ H. Staudinger H. W. Klever (1908): "Keten. Bemerkung zur Abhandlung zur Abhandlung der HHrn. V.T. Wilsmore und A. W. Stewart". Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft, svazek 41, číslo 1, strany 1516-1517. doi:10.1002 / cber.190804101275
  7. ^ Tidwell, T. T. (2005), „Ein Jahrhundert Ketene (1905–2005): die Entdeckung einer vielseitigen Klasse reaktiver Intermediate“. Angewandte Chemie, svazek 117, strany 5926–5933. doi:10.1002 / ange.200500098
  8. ^ Norman Thomas Mortimer Wilsmore (1907): „Keten“. Journal of the Chemical Society, Transactions, svazek 91, článek CLXXXVIII (188), strany 1938-1941. doi:10.1039 / ct9079101938
  9. ^ K.-H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, "Taschenbuch der Chemie", 20. Aufl. 2006, ISBN  978-3-8171-1761-1.
  10. ^ „Ketene“. Organické syntézy. doi:10.15227 / orgsyn.004.0039.
  11. ^ J. Schmidlin, M. Bergman (1910): Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft, svazek 43, strany 2821-. doi:10,1002 / cber.19100430340.
  12. ^ Hudson, Reggie L .; Loeffler, Mark J. (2013). „Formace ketenu v mezihvězdných ledech: laboratorní studie“. Astrofyzikální deník. 773 (2): 109. doi:10.1088 / 0004-637x / 773/2/109. hdl:2060/20140010162. ISSN  0004-637X.
  13. ^ Hans-Jürgen Arpe, "Industrielle Organische Chemie", 6. Aufl., 2007, WILEY-VCH Verlag, Weinheim, ISBN  978-3-527-31540-6.
  14. ^ EP 1295860, D. Decker a kol., Vydáno 26. März 2003-03-26, přiděleno Nutrinova GmbH 
  15. ^ Tidwell, str. 11.
  16. ^ Tidwell, str. 560.
  17. ^ ChemSpider http://www.chemspider.com/Chemical-Structure.9643.html
  18. ^ Nguyen, Minh Tho; Raspoet, Greet (1999). „Hydratační mechanismus ketenu: o 15 let později“. Umět. J. Chem. 77: 817–829. doi:10.1139 / v99-090.
  19. ^ Christoph Taeschler:Keteny, dimery ketenu a příbuzné látky, Encyklopedie chemických technologií Kirk-Othmer, John Wiley & Sons, New York, 2010
  20. ^ H. A. Wooster; C. C. Lushbaugh; C. E. Redeman (1946). „Inhalační toxicita ketenu a dimeru ketenu“. J. Am. Chem. Soc. 68 (12): 2743. doi:10.1021 / ja01216a526.
  21. ^ https://time.com/5753947/vaping-lung-disease-outbreak-peak/
  22. ^ Dan Wu a F. O’Shea, “Potenciál pro uvolnění plicního toxického ketenu z parní pyrolýzy octanu vitaminu E. ", PNAS 24. března 2020 117 (12) 6349-6355.
  23. ^ K. Attfield, W. Chen, K. Cummings, P. Jacob 3., D. O'Shea, J. Wagner, P. Wang a J. Fowles, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32551843/ Potenciál ethenonu (ketenu) přispívat k poranění plic související s používáním elektronických cigaret nebo vapováním. Am J Respir Crit Care Med, 2020 doi: 10,1164 / rccm.202003-0654LE.
  24. ^ US patent č. 5475144. Katalyzátor a způsob syntézy ketenů z karboxylových kyselin. 12. prosince 1995. https://patents.google.com/patent/US5475144A/cs
  25. ^ Centra pro kontrolu a prevenci nemocí (4. dubna 2013). "Ketene". NIOSH Kapesní průvodce chemickými nebezpečími. Citováno 13. listopadu 2013.
  26. ^ Centra pro kontrolu a prevenci nemocí (Květen 1994). "Ketene". Dokumentace pro bezprostředně nebezpečné pro život nebo koncentraci zdraví (IDLHs). Citováno 13. listopadu 2013.

Literatura

  • Tidwell, Thomas T. Ketenes, 2. vydání. John Wiley & Sons, 2006, ISBN  978-0-471-69282-9.

externí odkazy

  • Média související s Ethenon na Wikimedia Commons