Anhydrid kyseliny ftalové - Phthalic anhydride

Anhydrid kyseliny ftalové
Skeletální vzorec anhydridu kyseliny ftalové
Model ukládání do vesmíru
Ukázka anhydridu kyseliny ftalové.jpg
Jména
Preferovaný název IUPAC
2-benzofuran-1,3-dion[1]
Ostatní jména
Isobenzofuran-1,3-dion[1]
Anhydrid kyseliny ftalové[1]
Identifikátory
3D model (JSmol )
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
Informační karta ECHA100.001.461 Upravte to na Wikidata
Číslo RTECS
  • TI3150000
UNII
Vlastnosti
C8H4Ó3
Molární hmotnost148,1 g / mol
Vzhledbílé vločky
Zápachcharakteristický, štiplavý[2]
Hustota1,53 g / cm3, pevný; 1,20 g / ml, roztavený[2]
Bod tání 131,6 ° C (268,9 ° F; 404,8 K)
Bod varu 295 ° C (563 ° F; 568 K) sublimuje
0,62 g / 100 g (20–25 ° C);
19,0 g / 100 g (100 ° C);
reaguje pomalu
Tlak páry0,0015 mmHg (20 ° C)[2]
-67.31·10−6 cm3/ mol
Nebezpečí
R-věty (zastaralý)R22, R37 / 38, R41, R42 / 43
S-věty (zastaralý)(S2), S23, S24 / 25, S26, S37 / 39, S46
NFPA 704 (ohnivý diamant)
Bod vzplanutí 152 ° C (306 ° F; 425 K)
Výbušné limity1.7%-10.5%
Smrtelná dávka nebo koncentrace (LD, LC):
4020 mg / kg (orálně, potkan)
1520 mg / kg (orální, myš)
800 mg / kg (orálně, kočka)
800-1600 mg / kg (orálně, potkan)
2210 mg / kg (orální, myš)[3]
NIOSH (Limity expozice USA pro zdraví):
PEL (Dovolený)
TWA 12 mg / m3 (2 ppm)[2]
REL (Doporučeno)
TWA 6 mg / m3 (1 ppm)[2]
IDLH (Okamžité nebezpečí)
60 mg / m3[2]
Související sloučeniny
Související sloučeniny
Kyselina ftalová
Ftalimid
Ftalid
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

Anhydrid kyseliny ftalové je organická sloučenina s vzorec :-C6H4(CO)2O. Je to anhydrid z kyselina ftalová. Anhydrid kyseliny ftalové je hlavní komerční formou kyseliny ftalové. Byl to první anhydrid dikarboxylové kyseliny, který byl komerčně použit. Tato bílá pevná látka je důležitou průmyslovou chemikálií, zejména pro výrobu ve velkém změkčovadla pro plasty. V roce 2000 se celosvětový objem výroby odhadoval na přibližně 3 miliony tun ročně.[4]

Syntéza a výroba

Anhydrid kyseliny ftalové byl poprvé uveden v roce 1836 autorem Auguste Laurent. První postupy zahrnovaly rtuť katalyzovanou v kapalné fázi oxidace z naftalen. Místo toho používá moderní průmyslový variantní postup oxid vanadičitý (PROTI2Ó5) jako katalyzátor v a plyn -fázová reakce s naftalenem za použití molekulární kyslík.[4] Celkový proces zahrnuje oxidační štěpení jednoho z kruhů a ztrátu dvou atomů uhlíku jako oxid uhličitý.

Alternativní postup zahrnuje oxidaci těchto dvou látek methylové skupiny z Ó-xylen, a více atomově úsporné proces. Tato reakce probíhá při asi 320–400 ° C a má následující stechiometrii:

C6H4(CH3)2 + 3 O.2 → C.6H4(CO)2O + 3 H2Ó

Reakce probíhá s asi 70% selektivitou. Asi 10% anhydrid kyseliny maleinové se také vyrábí:

C6H4(CH3)2 + 7,5 O.2 → C.4H2Ó3 +4 H2O + 4 CO2

Anhydrid kyseliny ftalové a anhydrid kyseliny maleinové se izoluje destilací řadou spínat kondenzátory.

Naftalenová cesta ( Proces Gibbsova anhydridu kyseliny ftalové nebo Gibbs – Wohgova oxidace naftalenu reakce) poklesla ve srovnání s Ó-xylenová cesta.

Navrhované první kroky v oxidaci naftalenu katalyzované vanadem na anhydrid kyseliny ftalové s V2Ó5 reprezentován jako molekula vs její skutečné rozšířené struktury.[5]

Anhydrid kyseliny ftalové lze také připravit z kyseliny ftalové jednoduchou tepelnou dehydratací.[4]

Použití

Změkčovadla esterů ftalátů

Primární použití anhydridu kyseliny ftalové je předchůdcem estery ftalátů, používané jako změkčovadla ve vinylchloridu. Estery ftalátu jsou odvozeny od anhydridu kyseliny ftalové reakcí alkoholýzou.[4] V 80. letech přibližně 6,5 × 109 kg těchto esterů bylo vyrobeno ročně a rozsah výroby se každým rokem zvyšoval, a to vše z anhydridu kyseliny ftalové. Proces začíná reakcí anhydridu kyseliny ftalové s alkoholy, čímž se získá monoester:

C6H4(CO)2O + ROH → C.6H4(CO.)2H) CO2R

Druhá esterifikace je obtížnější a vyžaduje odstranění vody:

C6H4(CO.)2H) CO2R + ROH ⇌ C.6H4(CO.)2R)2 + H2Ó

Nejdůležitější diester je bis (2-ethylhexyl) ftalát ("DEHP"), používaný při výrobě polyvinyl chlorid sloučeniny.

Předchůdce barviv

Chinolinová žlutá SS je populární barvivo odvozené z kondenzace anhydridu kyseliny ftalové a 2-methylchinolin.

Anhydrid kyseliny ftalové je v průmyslu široce používán k výrobě určitých látek barviva. Známou aplikací této reaktivity je příprava sloučeniny anthrochinon barvivo chinizarin reakcí s odst-chlorfenol následuje hydrolýza chloridu.[6] Fenolftalein lze syntetizovat kondenzací anhydridu kyseliny ftalové se dvěma ekvivalenty fenol za kyselých podmínek (odtud název). To bylo objeveno v roce 1871 Adolf von Baeyer.[7][8][9]

Syntéza fenolftaleinu[10]

Léčiva

Anhydrid kyseliny ftalové ošetřený acetát celulózy dává ftalát acetátu celulózy (CAP), běžný enterický povlak pomocná látka u kterého bylo také prokázáno, že má antivirovou aktivitu.[11] Anhydrid kyseliny ftalové je produktem odbourávání CAP.[12]

Reakce

Anhydrid kyseliny ftalové je univerzálním meziproduktem v organická chemie, částečně proto, že je bifunkční a levně dostupný.

Hydrolýza, alkoholýza, amonolýza

Hydrolýza horkou vodou orthokyselina ftalová:[13]

C6H4(CO)2O + H2O → C.6H4(CO.)2H)2

Hydrolýza anhydridů není obvykle reverzibilní proces. Kyselina ftalová je však snadno dehydratována za vzniku anhydridu kyseliny ftalové. Při teplotě nad 180 ° C se znovu vytvoří anhydrid kyseliny ftalové.

Chirální alkoholy tvoří poloestery (viz výše) a tyto deriváty jsou často rozložitelné, protože tvoří diastereomerní soli s chirálními aminy, jako je brucine.[14] Související reakce otevření kruhu zahrnuje peroxidy dát užitečné peroxykyselina:[15]

C6H4(CO)2O + H2Ó2 → C.6H4(CO.)3H) CO2H

Ftalimid lze připravit zahřátím anhydridu kyseliny ftalové vodným amoniakem s výtěžkem 95–97%. Alternativně může být připraven zpracováním anhydridu s uhličitan amonný nebo močovina. To může také být produkováno amoxidace z Ó-xylen.[16] Ftalimid draselný je komerčně dostupný a je to draselná sůl ftalimidu. Může být připraven přidáním horkého roztoku ftalimidu k roztoku hydroxidu draselného; požadovaný produkt se vysráží.[17]

Příprava alifatických nitroalkenů

Anhydrid kyseliny ftalové se používá k dehydrataci krátkého řetězce nitro -alkoholy poddat se nitroalkeny, sloučeniny s vysokou tendencí k polymerovat.[18]

Bezpečnost

Nejpravděpodobnější expozice člověka anhydridu kyseliny ftalové je kontaktem s pokožkou nebo vdechováním během výroby nebo používání. Studie ukazují, že expozice anhydridu kyseliny ftalové může způsobit rýmu, chronickou bronchitidu a astma. Reakcí anhydridu kyseliny ftalové na lidské zdraví je obecně syndrom astmatu-rinitidy-konjunktivitidy nebo opožděná reakce a příznaky podobné chřipce a se zvýšeným imunoglobulin (imunoglobulin E, imunoglobulin G. ) hladiny v krvi.

Reference

  1. ^ A b C „Přední záležitost“. Nomenklatura organické chemie: Doporučení IUPAC a preferovaná jména 2013 (modrá kniha). Cambridge: Královská společnost chemie. 2014. s. 835. doi:10.1039 / 9781849733069-FP001. ISBN  978-0-85404-182-4.
  2. ^ A b C d E F NIOSH Kapesní průvodce chemickými nebezpečími. "#0512". Národní institut pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci (NIOSH).
  3. ^ "Anhydrid kyseliny ftalové". Koncentrace bezprostředně nebezpečné pro život a zdraví (IDLH). Národní institut pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci (NIOSH).
  4. ^ A b C d Lorz, Peter M .; Towae, Friedrich K .; Enke, Walter; Jäckh, Rudolf; Bhargava, Naresh; Hillesheim, Wolfgang (2007). "Kyselina ftalová a její deriváty". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002 / 14356007.a20_181.pub2.
  5. ^ „Oxidace naftalenu Gibbs-Wohl“. Komplexní reakce organických jmen a reagenty. 2010. doi:10.1002 / 9780470638859.conrr270. ISBN  9780470638859.
  6. ^ L. A. Bigelow a H. H. Reynolds (1941). "Chinizarin". Organické syntézy.; Kolektivní objem, 1, str. 476
  7. ^ Baeyer, A. (1871). „Ueber eine neue Klasse von Farbstoffen“. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. 4 (2): 555–558. doi:10,1002 / cber.18710040209.
  8. ^ Baeyer, A. (1871). „Ueber die Phenolfarbstoffe“. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. 4 (2): 658–665. doi:10,1002 / cber.18710040247.
  9. ^ Baeyer, A. (1871). „Ueber die Phenolfarbstoffe“. Polytechnisches Journal. 201 (89): 358–362.
  10. ^ Max Hubacher, US Patent 2,192,485 (1940 Ex Lax Inc)
  11. ^ Neurath AR. (2000). „Mikrobicid pro prevenci pohlavně přenosných chorob pomocí farmaceutické pomocné látky“. STD péče o pacienty s AIDS. 14 (4): 215–9. doi:10.1089/108729100317830. PMID  10806641.
  12. ^ Mayhew JW, Gideon LT, Ericksen B, Hlavaty JJ, Yeh SM, Chavdarian CG, Strick N, Neurath AR (2009). „Vývoj testu gelové permeační chromatografie k dosažení hmotnostní bilance ve studiích stability acetátu ftalátu celulózy“. J Pharm Biomed Anal. 49 (2): 240–6. doi:10.1016 / j.jpba.2008.10.039. PMC  2859192. PMID  19070984.
  13. ^ Noller, Carl R. (1965). Chemistry of Organic Compounds, 3. vyd. Philadelphia: W. B. Saunders. str. 602.
  14. ^ Joseph Kenyon (1941). "d- a l-Octanol-2 ". Organické syntézy.; Kolektivní objem, 1, str. 418
  15. ^ George B. Payne (1973). "Kyselina monoperftalová". Organické syntézy.; Kolektivní objem, 5, str. 805
  16. ^ Lorz, Peter M .; Towae, Friedrich K .; Enke; Jäckh, Rudolf; Bhargava, Naresh; Hillesheim, Wolfgang. "Kyselina ftalová a její deriváty". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002 / 14356007.a20_181.pub2.
  17. ^ P. L. Salzberg a J. V. Supniewski (1941). „β-bromethylftalimid“. Organické syntézy.; Kolektivní objem, 1, str. 119
  18. ^ Ranganathan, Darshan; Rao, Bhushan; Ranganathan, Subramania; Mehrotra, Ashok & Iyengar, Radha (1980). „Nitroethylen: stabilní, čisté a reaktivní činidlo pro organickou syntézu“. The Journal of Organic Chemistry. 45 (7): 1185–1189. doi:10.1021 / jo01295a003.

externí odkazy