Methylisokyanát - Methyl isocyanate
Jména | |
---|---|
Preferovaný název IUPAC Isocyanatomethane | |
Ostatní jména Methylkarbylamin MIC | |
Identifikátory | |
3D model (JSmol ) | |
ChEBI | |
ChemSpider | |
Informační karta ECHA | 100.009.879 |
PubChem CID | |
UNII | |
Řídicí panel CompTox (EPA) | |
| |
| |
Vlastnosti | |
C2H3NE | |
Molární hmotnost | 57,051 g / mol |
Vzhled | Bezbarvá kapalina |
Zápach | Ostrý, štiplavý zápach[1] |
Hustota | 0,9230 g / cm3 při 27 ° C |
Bod tání | -45 ° C (-49 ° F; 228 K) [2] |
Bod varu | 38,3 ° C (100,9 ° F; 311,4 K) [2] |
10% (15 ° C)[1] | |
Tlak páry | 57.7 kPa |
Struktura | |
2.8 D | |
Termochemie | |
Std entalpie of formace (ΔFH⦵298) | −92.0 kJ · mol−1[2] |
Nebezpečí | |
Piktogramy GHS | |
H225, H300, H311, H315, H317, H318, H330, H334, H335, H361d | |
P201, P202, P210, P233, P240, P241, P242, P243, P260, P261, P264, P270, P271, P272, P280, P281, P284, P285, P301 + 310, P302 + 352, P303 + 361 + 353, P304 + 340, P304 + 341, P305 + 351 + 338, P308 + 313 | |
NFPA 704 (ohnivý diamant) | |
Bod vzplanutí | -7 ° C (26 ° K) |
534 ° C (993 ° F; 807 K) | |
Výbušné limity | 5.3–26%[2] |
Smrtelná dávka nebo koncentrace (LD, LC): | |
LD50 (střední dávka ) | 120 mg / kg (orální, myš) 51,5 mg / kg (orálně, potkan)[3] |
LC50 (střední koncentrace ) | 6,1 ppm (krysa, 6 hodin) 12,2 ppm (myš, 6 hodin) 5,4 ppm (morče, 6 hodin) 21 ppm (krysa, 2 hodiny)[3] |
NIOSH (Limity expozice USA zdraví): | |
PEL (Dovolený) | PEL 0,02 ppm (0,05 mg / m3) [kůže][1] |
REL (Doporučeno) | PEL 0,02 ppm (0,05 mg / m3) [kůže][1] |
IDLH (Okamžité nebezpečí) | 3 ppm[1] |
Související sloučeniny | |
Související sloučeniny | Methylisothiokyanát |
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
ověřit (co je ?) | |
Reference Infoboxu | |
Methylisokyanát (MIC) je organická sloučenina s molekulárním vzorcem CH3Poddůstojník Synonyma jsou isokyanatomethan, methylkarbylamin a MIC. Methylisokyanát je meziprodukt chemický při výrobě karbamát pesticidy (jako karbaryl, karbofuran, methomyl, a aldicarb ). Používá se také při výrobě gumy a lepidla. Jako vysoce toxický a dráždivý materiál, je extrémně nebezpečný pro lidské zdraví. Byl to hlavní toxikant podílející se na Bhopalská katastrofa, který zpočátku zabil 2 259 lidí a celkem oficiálně 3 787 lidí.[5][6][7][8][9][10][11]
Fyzikální vlastnosti
Methylisokyanát je bezbarvý, jedovatý, slzný (trhání hořlavá kapalina.[12] Je rozpustný ve vodě na 6–10 dílů na 100 dílů, ale také reaguje s vodou (viz Reakce níže).
Výroba
Methylisokyanát se obvykle vyrábí reakcí monomethylamin a fosgen. Pro výrobu ve velkém měřítku je výhodné kombinovat tyto reaktanty při vyšší teplotě v plynné fázi. Směs methylisokyanátu a dvou molů chlorovodík vznikne, ale při kondenzaci směsi se vytvoří N-methylkarbamoylchlorid (MCC) a jeden zůstane krtek z chlorovodík jako plyn.
Methylisokyanát se získá zpracováním MCC s terciárním aminem, jako je například N, N-dimethylanilin, nebo s pyridin[13] nebo jeho oddělením pomocí destilačních technik.[14]
Methylisokyanát se také vyrábí z N-methylformamidu a vzduchu. V posledně jmenovaném procesu se okamžitě spotřebuje v procesu s uzavřenou smyčkou, aby se vytvořil methomyl.[15] Byly hlášeny další výrobní metody.[16][17]
Reakce
Methylisokyanát snadno reaguje s mnoha látkami, které obsahují skupiny N-H nebo O-H. S vodou se tvoří 1,3-dimethylmočovina a oxid uhličitý s vývojem tepla (325 kalorií na gram MIC):
Při 25 ° C se přebytečná voda spotřebuje polovina MIC za 9 minut .;[18] pokud není teplo ze směsi účinně odstraněno, rychlost reakce se zvýší a rychle způsobí var MIC. Pokud je MIC nadměrné, 1,3,5-trimethylbiuret se tvoří spolu s oxid uhličitý.[12] Alkoholy a fenoly, které obsahují O-H skupinu, reagují pomalu s MIC, ale reakci lze katalyzovat trialkylemaminy nebo dialkyltin dikarboxylát. Oximy, hydroxylaminy, a enoly také reagovat s MIC za vzniku methylkarbamátů.[12] Tyto reakce produkují níže popsané produkty (Použití ).
Amoniak, primární a sekundární aminy rychle reagovat s MIC za vzniku substituovaného močoviny. Další N-H sloučeniny, jako jsou amidy a močoviny, reagujte s MIC mnohem pomaleji.[19]
Rovněž reaguje se sebou za vzniku trimeru nebo polymerů s vyšší molekulovou hmotností. V přítomnosti katalyzátory „MIC reaguje sám se sebou za vzniku pevného trimeru, trimethylisokyanurátu nebo polymeru s vyšší molekulovou hmotností:
Methoxid sodný, triethylfosfin, chlorid železitý a některé další sloučeniny kovů katalyzují tvorbu MIC-trimeru, zatímco tvorba vysokomolekulárního polymeru je katalyzována určitým trialkylemaminy. Protože tvorba MIC trimeru je exotermické (298 kalorií na gram MIC), reakce může vést k prudkému varu MIC. Vysokomolekulární polymer hydrolyzuje v horké vodě za vzniku trimethylisokyanurátu. Vzhledem k tomu, že katalytické kovové soli mohou být tvořeny z nečistot v komerčním MIC a oceli, nesmí být tento produkt skladován v ocelových sudech nebo nádržích.[12]
Nebezpečí
Methylisokyanát je extrémně vysoký toxický. Prahová mezní hodnota stanovená Americkou konferencí vládních průmyslových hygieniků je 0,02 ppm. MIC je toxický při vdechování, požití a kontaktu v tak malém množství, jako je 0,4 ppm. Příznaky expozice zahrnují kašel, hruď bolest, dušnost, astma podráždění oči, nos a hrdlo, stejně jako kůže poškození. Vyšší úrovně expozice, nad 21 ppm, mohou mít za následek plicní nebo plicní otok, emfyzém a krvácení bronchiální zápal plic a smrt. Ačkoli většina lidí nedokáže detekovat zápach methylisokyanátu při 5 ppm, je silný slzotvorný vlastnosti poskytují vynikající varování před jeho přítomností (při koncentraci 2–4 dílů na milion (ppm) jsou oči subjektu podrážděné, zatímco při 21 ppm subjekty nemohou tolerovat přítomnost methylisokyanátu ve vzduchu).[20]
Skladování methylisokyanátu je třeba věnovat náležitou péči, protože se snadno exotermicky polymeruje (viz Reakce ) a jeho podobná citlivost na vodu. Bezpečné používání smí být pouze nádoby z nerezové oceli nebo skla; MIC musí být skladován při teplotách pod 40 ° C (104 ° F) a nejlépe při 4 ° C (39 ° F).[Citace je zapotřebí ]
Toxický účinek sloučeniny byl patrný v roce 1984 Bhopalská katastrofa, když bylo z podzemních zásobníků uvolněno přibližně 42 000 kilogramů methylisokyanátu a dalších plynů Union Carbide India Limited (UCIL), v obydlené oblasti 3. prosince 1984, zahynulo okamžitě asi 3500 lidí a během příštích několika let o 15 000 více.[21]
Mechanismus účinku
Až do posledních desetiletí byl mechanismus toxicity methylisokyanátu u lidí do značné míry neznámý nebo nejasný.[22][23] Methylisokyanát a další isokyanáty jsou elektrofily a v současnosti se předpokládá, že způsobují toxicitu alkylací biomolekul.[24] Předpokládalo se, že mechanismus methylisokyanátu je karbamylace hemoglobinu, která by narušovala jeho schopnost vázat kyslík a způsobovala hypoxii. Pokusy však ukázaly, že když byly krysy a morčata vystaveny methylisokyanátu v koncentracích nad LC50, pouze 2% molekul hemoglobinu byly karbamylovány, což naznačuje, že to pravděpodobně není mechanismus toxicity.[25][26]
Mimozemský výskyt
Dne 30. července 2015 vědci uvedli, že při prvním přistání Philae přistávací modul na kometa 67 / strje povrchu, měření pomocí nástrojů COSAC a Ptolemaios odhalilo šestnáct organické sloučeniny, z nichž čtyři byly poprvé viděny na kometě, včetně acetamid, aceton, methylisokyanát a propionaldehyd.[28][29][30]
Reference
- ^ A b C d E NIOSH Kapesní průvodce chemickými nebezpečími. "#0423". Národní institut pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci (NIOSH).
- ^ A b C d Lide, David R., ed. (2006). CRC Handbook of Chemistry and Physics (87. vydání). Boca Raton, FL: CRC Press. ISBN 0-8493-0487-3.
- ^ A b "Methylisokyanát". Koncentrace bezprostředně nebezpečné pro život a zdraví (IDLH). Národní institut pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci (NIOSH).
- ^ „Archivovaná kopie“. Archivovány od originál dne 17. února 2015. Citováno 15. března 2015.CS1 maint: archivovaná kopie jako titul (odkaz)
- ^ Methylisokyanát. Union Carbide F-41443A - 7/76. Union Carbide Corporation, New York 1976
- ^ Návod k použití, část II. Jednotka methylisokyanátu. Union Carbide India Limited, Division of Agricultural Products, 1979
- ^ Broughton E (květen 2005). „Katastrofa v Bhópálu a její následky: recenze“. Environmentální zdraví. 4 (1): 6. doi:10.1186 / 1476-069X-4-6. PMC 1142333. PMID 15882472.
- ^ Eckerman I (2001). „Chemický průmysl a veřejné zdraví - příklad Bhópálu“ (PDF). MPH. Göteborg, Švédsko: Severská škola veřejného zdraví. 2001 (24). ISSN 1104-5701. Archivováno (PDF) z původního dne 30. října 2012.
- ^ Eckerman I (2004). Bhopalská sága - příčiny a důsledky největší průmyslové katastrofy na světě. Indie: Universities Press. ISBN 81-7371-515-7. Archivovány od originál dne 10. června 2007.
- ^ Rosenberg J. „V roce 1984 - obrovský únik jedovatého plynu v indickém Bhópálu“. About.com. Archivováno z původního dne 2. prosince 2007. Citováno 10. července 2008.
- ^ Eckerman I (2013). „Bhopal Gas Catastrophe 1984: Causes and Consequences“. Referenční modul v systémech Země a environmentálních vědách. Elsevier. str. 272–287. doi:10.1016 / B978-0-12-409548-9.01903-5. ISBN 978-0-12-409548-9.
- ^ A b C d Publikace o produktu „Methyl Isocyanate“ společnosti Union Carbide, F-41443, listopad 1967.
- ^ US patent 2480088 Slocombe, R. J .; Hardy, E. E., "Proces výroby karbamylchloridů", vydaný 1949-08-23, přidělený společnosti Monsanto
- ^ FR patent 1400863 „Merz, W.,„ Procédé et dispositif de préparation d'isocyanates d'alkyle “, vydaný 28. 5. 1965, přidělený společnosti Bayer
- ^ Chemický týden, „Letmá existence molekul toxických plynů“ p. 9, 12. června 1985.
- ^ DE patent 2828259 Giesselmann, G .; Guenther, K .; Fuenten, W., „Verfahren zur Herstellung von Methyl Isocyanate“, vydaný 10. 1. 1980, přidělený společnosti Degussa
- ^ "Bezpečnější způsob výroby karbamátů". Chemický týden. 1985b (20): 136,1985.
- ^ Castro EA, Moodie RB, Sansom PJ (1985). „Kinetika hydrolýzy methyl- a fenylisokyanátů“. Journal of the Chemical Society, Perkin Transactions 2. 1985 (5): 737–742. doi:10.1039 / P29850000737.
- ^ March J (1985). Pokročilá organická chemie (3. vyd.). New York: John Wiley & Sons. p. 802.
- ^ Kimmerle G, Eben A (1964). „Zur Toxizität von Methylisocyanat und dessen quantitativer Bestimmung in der Luft“. Archiv für Toxikologie. 20 (4): 235–241. doi:10.1007 / bf00577897.
- ^ „Soud v Bhópálu: Osm odsouzeno za katastrofu v Indii způsobenou plynem“. BBC novinky. 7. června 2010. Archivováno z původního dne 7. června 2010. Citováno 7. června 2010.
- ^ Mehta PS, Mehta AS, Mehta SJ, Makhijani AB (prosinec 1990). „Účinky tragédie v Bhópálu na zdraví. Přehled toxicity methylisokyanátu“. JAMA. 264 (21): 2781–7. doi:10.1001 / jama.1990.03450210081037. PMID 2232065.
- ^ Varma DR (červen 1987). „Epidemiologické a experimentální studie účinků methylisokyanátu na průběh těhotenství“. Perspektivy zdraví a životního prostředí. 72: 153–7. doi:10,1289 / ehp.8772153. PMC 1474644. PMID 3622430.
- ^ Bessac, B. F .; Jordt, S.-E. (1. července 2010). „Senzorická detekce a reakce na toxické plyny: mechanismy, účinky na zdraví a protiopatření“. Proceedings of the American Thoracic Society. 7 (4): 269–277. doi:10.1513 / pats.201001-004sm. ISSN 1546-3222. PMC 3136963. PMID 20601631.
- ^ Varma, Daya R .; Host, Ian (1993). "Bhopalova nehoda a toxicita methylisokyanátu". Journal of Toxicology and Environmental Health. 40 (4): 513–529. doi:10.1080/15287399309531816. ISSN 0098-4108. PMID 8277516.
- ^ Ramachandran, P.K .; Gandhe, B.R .; Venkateswaran, KS; Kaushik, M.P .; Vijayaraghavan, R .; Agarwal, GS; Gopalan, N .; Suryanarayana, M.V.S .; Shinde, S.K .; Sriramachari, S. (1988). „Plynové chromatografické studie karbamylace hemoglobinu methylisokyanátem u potkanů a králíků“. Journal of Chromatography B: Biomedical Sciences and Applications. 426 (2): 239–247. doi:10.1016 / s0378-4347 (00) 81952-0. ISSN 0378-4347. PMID 3392138.
- ^ „ALMA nachází složku života kolem hvězd podobných dětem na slunci“. www.eso.org. Archivováno z původního dne 8. června 2017. Citováno 8. června 2017.
- ^ Jordans F (30. července 2015). „Sonda Philae nachází důkazy o tom, že komety mohou být kosmickými laboratořemi“. The Washington Post. Associated Press. Citováno 30. července 2015.
- ^ „Věda o povrchu komety“. Evropská kosmická agentura. 30. července 2015. Archivováno z původního dne 2. srpna 2015. Citováno 30. července 2015.
- ^ Bibring JP, Taylor MG, Alexander C, Auster U, Biele J, Finzi AE a kol. (Červenec 2015). „První pohled Philae. První dny Philae na kometě. Úvod“. Věda. 349 (6247): 493. Bibcode:2015Sci ... 349..493B. doi:10.1126 / science.aac5116. PMID 26228139.
externí odkazy
- Téma bezpečnosti a ochrany zdraví NIOSH: isokyanáty, z webových stránek Národního ústavu pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci (NIOSH).
- Americká národní knihovna medicíny: Databáze nebezpečných látek - methylisokyanát