Propylenoxid - Propylene oxide

Propylenoxid
Strukturní vzorec
Kuličkový model molekuly propylenoxidu
Jména
Preferovaný název IUPAC
(2R) -2-methyloxiran
(2S) -2-methyloxiran
Ostatní jména
Propylenoxid
Epoxypropan
Propylen epoxid
1,2-propylenoxid
Methyloxiran
1,2-epoxypropan
Oxid propenu
Metyl-ethylenoxid
Methylethylenoxid
Identifikátory
3D model (JSmol )
ChEBI
ChemSpider
Informační karta ECHA100.000.800 Upravte to na Wikidata
Číslo ES
  • 200-879-2
KEGG
UNII
Vlastnosti
C3H6Ó
Molární hmotnost58.080 g · mol−1
VzhledBezbarvá kapalina
Zápachjako benzen[1]
Hustota0,859 g / cm3[2]
Bod tání -111,9 ° C (-169,4 ° F; 161,2 K)[2]
Bod varu 35 ° C (95 ° F; 308 K)[2]
41% (20 ° C)[1]
Tlak páry445 mmHg (20 ° C)[1]
−4.25×10−5 cm3/ mol[3]
1.3660[2]
Termochemie
120.4 J · (K · mol)−1
196.5 J · (K · mol)−1
−123.0 kJ · mol−1[4]
Nebezpečí
Hlavní nebezpečíExtrémně hořlavý[5][6]
Piktogramy GHSGHS02: HořlavýGHS08: Nebezpečí pro zdravíGHS07: Zdraví škodlivý
Signální slovo GHSNebezpečí
NFPA 704 (ohnivý diamant)
Bod vzplanutí -37 ° C (-35 ° F; 236 K)
747 ° C (1377 ° F; 1020 K)
Výbušné limity2.3–36%[1]
Smrtelná dávka nebo koncentrace (LD, LC):
660 mg / kg (morče, orální)
380 mg / kg (potkan, orálně)
440 mg / kg (myš, orální)
1140 mg / kg (potkan, orální)
690 mg / kg (morče, orální)[7]
1740 str./min (myš, 4 h)
4000 ppm (krysa, 4 h)[7]
2005 ppm (pes, 4 h)
4000 ppm (morče, 4 h)[7]
NIOSH (Limity expozice USA pro zdraví):
PEL (Dovolený)
PEL 100 ppm (240 mg / m3)[1]
REL (Doporučeno)
Ca.[1]
IDLH (Okamžité nebezpečí)
Ca [400 ppm][1]
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

Propylenoxid je organická sloučenina s molekulárním vzorcem CH3CHCH2O. Tento bezbarvý nestálý kapalina se zápachem připomínajícím ether, se průmyslově vyrábí ve velkém měřítku. Jeho hlavní aplikací je jeho použití pro výrobu polyetherpolyoly pro použití při výrobě polyuretan plasty. Je to chirální epoxid, i když se běžně používá jako racemická směs.

Tato sloučenina se někdy nazývá 1,2-propylenoxid odlišit to od jeho izomer 1,3-propylenoxid, lépe známý jako oxetan.

Výroba

Průmyslová výroba propylenoxidu začíná od propylen.[8]Používají se dva obecné přístupy, jeden zahrnující chlorovodík a druhý zahrnující oxidaci.[9] V roce 2005 proběhla zhruba polovina světové produkce chlorhydrin technologie a jedna polovina prostřednictvím oxidačních cest. Druhý přístup nabývá na významu.[10]

Způsob hydrochlorace

Tradiční trasa probíhá převodem propen na propylenchlorhydrin podle následujícího zjednodušeného schématu:

Propylenoxid Darstellung 1. svg

Směs 1-chlor-2-propanolu a 2-chlor-1-propanolu se poté dehydrochloruje. Například:

Propylenoxid Darstellung 2. svg

Limetka (hydroxid vápenatý ) se často používá k absorpci HCl.

Oxidace propylenu

Další obecná cesta k propylenoxidu zahrnuje oxidaci propylenu organickým peroxidem. Reakce sleduje tuto stechiometrii:

CH3CH = CH2 + RO2H → CH3CHCH2O + ROH

Proces se procvičuje se čtyřmi hydroperoxidy:[10]

  • t-Butylhydroperoxid odvozený z okysličování isobutan, který poskytuje t-butanol. Tento koprodukt lze dehydratovat na isobuten a převést na MTBE, přísada pro benzín.
  • Ethylbenzenhydroperoxid odvozený od okysličování ethylbenzen, který poskytuje 1-fenyletanol. Tento koprodukt lze dehydratovat styren, užitečný monomer.
  • Kumenhydroperoxid odvozený z okysličování kumenu (isopropylbenzen), který poskytuje kumylalkohol. Přes dehydratace a hydrogenace tento koprodukt lze recyklovat zpět do kumenu. Tuto technologii komercializovala společnost Sumitomo Chemical.[11]
  • Peroxid vodíku je oxidační činidlo v procesu peroxid vodíku na propylenoxid (HPPO), katalyzované titanem dopovaným silicalit:
    C3H6 + H2Ó2 → C.3H6O + H2Ó

V zásadě tento proces produkuje pouze vodu, která byla vedlejším produktem. V praxi se generují některé deriváty PO s otevřeným kruhem.[12]

Reakce

Stejně jako ostatní epoxidy, i PO prochází reakcemi otevření kruhu. S vodou se vyrábí propylenglykol. S alkoholy, reakce, tzv hydroxylpropylace, analogicky k ethoxylace nastat. Grignardova činidla se přidávají k propylenoxidu za vzniku sekundárních alkoholů.

Některé další reakce propylenoxidu zahrnují:[13]

Použití

Přemění se na 60 až 70% veškerého propylenoxidu polyetherpolyoly procesem zvaným alkoxylace.[14] Tyto polyoly jsou stavebními kameny při výrobě polyuretan plasty.[15] Asi 20% propylenoxidu se hydrolyzuje na propylenglykol, prostřednictvím procesu, který je urychlen kyselinou nebo zásadou katalýza. Mezi další významné produkty patří polypropylenglykol, propylenglykolethery a propylenkarbonát.

Niche používá

Fumigant

The United States Food and Drug Administration schválila použití propylenoxidu k pasterizaci za surova mandle od 1. září 2007 v reakci na dva případy kontaminace do roku 2007 Salmonella v komerčních sadech, k jedné události došlo v Kanadě a jedné ve Spojených státech.[16][17]Pistáciové oříšky mohou být také podrobeny kontrole propylenoxidem Salmonella.

Mikroskopie

Propylenoxid se běžně používá při přípravě biologických vzorků pro elektronová mikroskopie, k odstranění zbytků ethanol dříve používané pro dehydrataci. Při typickém postupu se vzorek nejprve ponoří do směsi stejných objemů ethanolu a propylenoxidu na 5 minut a poté čtyřikrát do čistého oxidu, vždy po 10 minutách.

Bezpečnost

Je to pravděpodobný lidský karcinogen a je zahrnut do Seznam karcinogenů skupiny IARC skupiny 2B.[18]

Přirozený výskyt

V roce 2016 bylo oznámeno, že v EU byl zjištěn propylenoxid Střelec B2, oblak plynu v mléčná dráha vážící tři miliony sluneční hmoty. Je to první chirální molekula, která byla detekována ve vesmíru.[19]

Reference

  1. ^ A b C d E F G NIOSH Kapesní průvodce chemickými nebezpečími. "#0538". Národní institut pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci (NIOSH).
  2. ^ A b C d Haynes 2011, str. 3,384
  3. ^ Haynes 2011, str. 3,577
  4. ^ Haynes 2011, str. 5.24
  5. ^ „NFPA DIAMOND“. www.otrain.com.
  6. ^ GOV, NOAA Office of Response and Restoration, USA. "OXID PROPYLENU | CAMEO Chemicals | NOAA". cameochemicals.noaa.gov.
  7. ^ A b C "Propylenoxid". Koncentrace bezprostředně nebezpečné pro život a zdraví (IDLH). Národní institut pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci (NIOSH).
  8. ^ Nijhuis, T. Alexander; Makkee, Michiel; Moulijn, Jacob A .; Weckhuysen, Bert M. (2006). "Výroba oxidu propenu: katalytické procesy a poslední vývoj". Výzkum průmyslové a inženýrské chemie. 45 (10): 3447–3459. doi:10.1021 / ie0513090. hdl:1874/20149.
  9. ^ Kahlich, Dietmar; Wiechern, Uwe; Lindner, Jörg. „Propylenoxid“. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002 / 14356007.a22_239.
  10. ^ A b Nijhuis, T. Alexander; Makkee, Michiel; Moulijn, Jacob A .; Weckhuysen, Bert M. (2006). "Výroba oxidu propenu: katalytické procesy a poslední vývoj". Výzkum průmyslové a inženýrské chemie. 45 (10): 3447. doi:10.1021 / ie0513090. hdl:1874/20149.
  11. ^ „Shrnutí procesu Sumitomo z Nexant Reports“. Archivovány od originál dne 17.01.2006. Citováno 2007-09-18.
  12. ^ Russo, V .; Tesser, R .; Santacesaria, E .; Di Serio, M. (2013). "Chemické a technické aspekty výroby oxidu propenu peroxidem vodíku (proces HPPO)". Výzkum průmyslové a inženýrské chemie. 52 (3): 1168–1178. doi:10.1021 / ie3023862.
  13. ^ Heilbron, Ian, ed. (1953). Slovník organických sloučenin. 4. Oxford University Press. str.249.
  14. ^ Adam, Norbert; et al. "Polyurethany". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002 / 14356007.a21_665.pub2.
  15. ^ „Použití proplyenoxidu“. Dow Chemical. Archivovány od originál dne 15. 9. 2007. Citováno 2007-09-10.
  16. ^ „Pokyny pro průmysl: Opatření k řešení rizika kontaminace druhy salmonely v potravinách obsahujících jako složku přísadu z produktu získaného z pistácií; návrh pokynů“. fda.gov. Červen 2009. Archivovány od originál dne 09.02.2011.
  17. ^ Služba zemědělského marketingu, USDA (30. března 2007). „Mandle pěstované v Kalifornii; požadavky na odchozí kontrolu kvality“ (PDF). Federální registr. 72 (61): 15, 021–15, 036. Archivovány od originál (PDF) dne 28. září 2007. Citováno 2007-08-22.
  18. ^ Grana, R .; Benowitz, N .; Glantz, S.A. (13. května 2014). „E-cigarety: vědecký přehled“. Oběh. 129 (19): 1972–1986. doi:10.1161 / oběhaha.114.007667. PMC  4018182. PMID  24821826.
  19. ^ „Vědci právě poprvé objevili tuto molekulu tvořící život v mezihvězdném prostoru“. Vědecké varování. 2016-06-15.

Citované zdroje

externí odkazy