Метилизоцианат
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Предпочтительное название ИЮПАК изоцианатометан | |
| Другие имена Метилкарбиламин ВПК | |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol ) | |
| ЧЭБИ | |
| ХимическийПаук | |
| Информационная карта ECHA | 100.009.879 |
ПабХим CID | |
| НЕКОТОРЫЙ | |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| Характеристики | |
| С 2 Ч 3 НЕТ | |
| Молярная масса | 57.051 g/mol |
| Появление | Бесцветная жидкость |
| Запах | Резкий, резкий запах [1] |
| Плотность | 0,9230 г/см 3 при 27 °С |
| Температура плавления | -45 ° C (-49 ° F; 228 К) [2] |
| Точка кипения | 38,3–41 ° C (100,9–105,8 ° F; 311,4–314,1 К) [2] |
| 10% (15°С) [1] | |
| Давление пара | 57,7 кПа |
| Структура | |
| 2,8 Д | |
| Термохимия | |
Стандартная энтальпия образование (Δ f H ⦵ 298 ) | −92,0 кДж·моль −1 [2] |
Стандартная энтальпия горение (Δ c H ⦵ 298 ) | -1,1275E+06 Дж/моль [3] |
| Опасности | |
| СГС Маркировка : | |
     | |
| 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 , P284 P281 , P285 , P301 , +P310 , P302 +P352 , P303+P361+P353 , P304+P340 , P304+P341 , P305+P351+P338 , P308+P313 , P310 , P312 , P320 , P321 , P322 , P330 , P332+P313 , P333+P313 , P342+P311 , P361 , П362 , П363 , П370+ П378 , П403+П233 , П403+П235 , П405 , П501 | |
| NFPA 704 (огненный алмаз) | |
| точка возгорания | −7 ° C (19 ° F; 266 К) |
| 534 ° С (993 ° F, 807 К) | |
| Взрывоопасные пределы | 5.3–26% [2] |
| Летальная доза или концентрация (LD, LC): | |
ЛД 50 ( средняя доза ) | 120 мг/кг (перорально, мышь) 51,5 мг/кг (перорально, крыса) [4] |
ЛК 50 ( средняя концентрация ) | 6,1 частей на миллион (крыса, 6 часов) 12,2 частей на миллион (мышь, 6 часов) 5,4 частей на миллион (морская свинка, 6 часов) 21 ч./млн (крыса, 2 часа) [4] |
| NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США): | |
МЕХ (Допускается) | TWA 0,02 частей на миллион (0,05 мг/м 3 ) [кожа] [1] |
РЕЛ (рекомендуется) | TWA 0,02 частей на миллион (0,05 мг/м 3 ) [кожа] [1] |
IDLH (Непосредственная опасность) | 3 ч/млн [1] |
| Родственные соединения | |
Родственные соединения | Метилизотиоцианат |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Метилизоцианат ( МИК ) представляет собой органическое соединение с молекулярной формулой CH 3 NCO. Синонимы — изоцианатометан и метилкарбиламин . Метилизоцианат является промежуточным химикатом в производстве карбаматных пестицидов (таких как карбарил , карбофуран , метомил и алдикарб ). Он также использовался в производстве каучуков и клеев . Будучи чрезвычайно токсичным и раздражающим соединением, он очень опасен для здоровья человека. MIC был основным токсичным веществом, участвовавшим в газовой катастрофе в Бхопале , в результате которой за краткосрочный период погибло 4 000–8 000 человек, а еще десятки тысяч стали причиной необратимых травм и преждевременной смерти. [6] [7] [8] [9] [10] Это также очень сильное слезоточивое средство . [11]
Физические свойства
[ редактировать ]Метилизоцианат — бесцветная, ядовитая, слезоточивая ( слезоточивое средство), легковоспламеняющаяся жидкость. [12] Он растворим в воде до 6–10 частей на 100 частей, но также реагирует с водой (см. Реакции ниже).
Он имеет показатель преломления 1,363 при длине волны 589 нм при температуре 20 °C. [13]
Производство
[ редактировать ]Метилизоцианат обычно получают реакцией монометиламина и фосгена . Для крупномасштабного производства выгодно объединять эти реагенты при более высокой температуре в газовой фазе. Образуется смесь метилизоцианата и двух молей хлористого водорода , но при конденсации смеси образуется N-метилкарбамоилхлорид (MCC), в результате чего остается один моль хлористого водорода в виде газа.
Метилизоцианат получают обработкой МКЦ третичным амином , таким как N,N-диметиланилин , или пиридином . [14] или путем отделения его с помощью методов дистилляции . [15]
Метилизоцианат также производят из N-метилформамида и воздуха. В последнем процессе он немедленно расходуется в замкнутом процессе для получения метомила . [16] Сообщалось о других методах производства. [17] [18]
Реакции
[ редактировать ]Метилизоцианат легко реагирует со многими веществами, содержащими группы NH или OH. С водой он образует 1,3-диметилмочевину и углекислый газ с выделением тепла (1358,5 джоулей или 325 калорий на грамм МИК): он относительно медленно реагирует при температуре ниже 68 °F, но скорость реакции увеличивается с увеличением температуры. повышенных температурах или в присутствии кислоты или основания. [19]
При 25 °С в избытке воды половина МПК расходуется за 9 мин; [20] если тепло не будет эффективно отведено от реагирующей смеси, скорость реакции увеличится и приведет к быстрому кипению МПК. Такая реакция спровоцировала катастрофу в Бхопале после того, как большое количество воды попало в резервуар для хранения ВПК. Последствием вышедшего из-под контроля экзотермического процесса стала неконтролируемая реакция и прямой выброс в атмосферу 42 тонн ВПК.
При избытке МИК 1,3,5-триметилбиурет образуется вместе с углекислым газом . [12] Спирты и фенолы , содержащие группу ОН, медленно реагируют с МИК, но реакция может катализироваться триалкиламинами или дикарбоксилатом диалкилолова. Оксимы , гидроксиламины и енолы также реагируют с МПК с образованием метилкарбаматов. [12] В результате этих реакций образуются продукты, описанные ниже ( Использование ).
Аммиак , первичные и вторичные амины быстро реагируют с МИК с образованием замещенных мочевин . Другие соединения NH, такие как амиды и мочевины , реагируют с МИК гораздо медленнее. [21]
Он также реагирует сам с собой с образованием тримера или полимеров с более высокой молекулярной массой. В присутствии катализаторов MIC реагирует сам с собой с образованием твердого тримера, триметилизоцианурата или полимера с более высокой молекулярной массой:
Метоксид натрия , триэтилфосфин , хлорид железа и некоторые другие соединения металлов катализируют образование МПК-тримера, тогда как образование высокомолекулярного полимера катализируется некоторыми триалкиламинами . Поскольку образование тримера MIC является экзотермическим (1246 джоулей или 298 калорий на грамм MIC), реакция может привести к бурному кипению MIC. Полимер с высокой молекулярной массой гидролизуется в горячей воде с образованием триметилизоцианурата . Поскольку каталитические соли металлов могут образовываться из примесей в промышленном MIC и стали, этот продукт нельзя хранить в стальных бочках или резервуарах. [12]
Токсичность
[ редактировать ]Метилизоцианат чрезвычайно токсичен . Не существует известного противоядия . Пороговое значение, установленное Американской конференцией правительственных специалистов по промышленной гигиене, составляет 0,02 ppm . МИК токсичен при вдыхании, проглатывании и контакте в количествах всего 0,4 ppm . Симптомы воздействия включают кашель, боль в груди , одышку , астму , раздражение глаз , носа и горла , а также кожи повреждение . Более высокие уровни воздействия, более 21 частей на миллион, могут привести к отеку легких или легких , эмфиземе и кровоизлияниям , бронхиальной пневмонии и смерти . Хотя запах метилизоцианата не может быть уловлен большинством людей при концентрации 5 ppm, его мощные слезоотводящие свойства служат отличным предупреждением о его присутствии (при концентрации 2–4 частей на миллион (ppm) при попадании в глаза раздражаются глаза, а при 21 ppm ppm субъекты не могли переносить присутствие метилизоцианата в воздухе). [11]
При хранении метилизоцианата необходимо соблюдать надлежащую осторожность из-за его легкости экзотермической полимеризации (см. Реакции ) и его аналогичной чувствительности к воде. только контейнеры из нержавеющей стали или стекла Можно безопасно использовать ; МИК следует хранить при температуре ниже 40 °C (104 °F), а лучше при 4 °C (39 °F). [ нужна ссылка ]
Токсическое действие соединения было очевидно во время катастрофы в Бхопале в 1984 году , когда около 42 000 килограммов (93 000 фунтов) метилизоцианата и других газов были выброшены из подземных резервуаров завода Union Carbide India Limited (UCIL) над населенным районом на 3 декабря 1984 года, в результате чего погибло около 3500 человек сразу, 8000 человек за первые 48 часов и еще 15 000 человек в течение следующих нескольких лет. В результате стихийного бедствия пострадали 200 000 человек. [22] [23]
Во время строительных пожаров природные материалы могут способствовать выделению изоцианатов, включая метилизоцианат. [24]
Механизм действия
[ редактировать ]До последних десятилетий механизм токсичности метилизоцианата у человека был в значительной степени неизвестен или неясен. [25] [26] Метилизоцианат и другие изоцианаты являются электрофилами и в настоящее время считается, что они вызывают токсичность за счет алкилирования биомолекул. [27] что механизм действия метилизоцианата заключается в карбамилировании гемоглобина Ранее предполагалось , , что нарушает его способность связывать кислород и вызывает гипоксию . Однако эксперименты показали, что когда крысы и морские свинки подвергались воздействию метилизоцианата в концентрациях, превышающих среднюю летальную концентрацию ( LC 50 , концентрация, достаточная для уничтожения 50% исследуемой популяции), только 2% молекул гемоглобина карбамилировались, что позволяет предположить, что вероятно, это не механизм токсичности. [28] [29]
Внеземное явление
[ редактировать ]
30 июля 2015 года ученые сообщили, что после первого приземления спускаемого аппарата Philae на поверхность кометы 67/P измерения с помощью инструментов COSAC и Ptolemy выявили шестнадцать органических соединений , четыре из которых были впервые обнаружены на комете . включая ацетамид , ацетон , метилизоцианат и пропиональдегид . [31] [32] [33]
В 2017 году две группы астрономов с помощью Большой миллиметровой решетки Атакамы (ALMA) интерферометра , состоящего из 66 радиотелескопов в пустыне Атакама (север Чили ), обнаружили присутствие MIC вокруг молодых звезд, подобных Солнцу. [30]
MIC считается пребиотической молекулой , как объяснили первооткрыватели открытия ALMA в IRAS 16293-2422 , множественной системе очень молодых звезд: «Это семейство органических молекул участвует в синтезе пептидов и аминокислот , которые в формы белков , являются биологической основой жизни, какой мы ее знаем». [30]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям. «#0423» . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
- ^ Jump up to: а б с д Лиде, Дэвид Р., изд. (2006). Справочник CRC по химии и физике (87-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press . ISBN 0-8493-0487-3 .
- ^ Лемоль (1898). Еженедельные отчеты сессий Академии наук . 126 :43.
{{cite journal}}: Отсутствует или пусто|title=( помощь ) - ^ Jump up to: а б «Метилизоцианат» . Непосредственно опасные для жизни и здоровья концентрации (IDLH) . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
- ^ «Информация о рейтинге опасности распространенных химических веществ NFPA» . nmsu.edu. Архивировано из оригинала 17 февраля 2015 года . Проверено 10 июня 2021 г.
- ^ Бротон Э. (май 2005 г.). «Катастрофа в Бхопале и ее последствия: обзор» . Экологическое здоровье . 4 (1): 6. Бибкод : 2005EnvHe...4....6B . дои : 10.1186/1476-069X-4-6 . ПМЦ 1142333 . ПМИД 15882472 .
- ^ Эккерман I (2001). «Химическая промышленность и здравоохранение — на примере Бхопала» (PDF) . МПХ . 2001 (24). Гетеборг, Швеция: Северная школа общественного здравоохранения. ISSN 1104-5701 . Архивировано (PDF) из оригинала 30 октября 2012 года.
- ^ Эккерман I (2004). Бхопальская сага: причины и последствия крупнейшей в мире промышленной катастрофы . Индия: Университетская пресса. ISBN 81-7371-515-7 . Архивировано из оригинала 10 июня 2007 года.
- ^ Розенберг Дж. «1984 год — огромная утечка ядовитого газа в Бхопале, Индия» . О сайте.com. Архивировано из оригинала 2 декабря 2007 года . Проверено 10 июля 2008 г.
- ^ Эккерман I (2013). «Бхопальская газовая катастрофа 1984 года: причины и последствия». Справочный модуль по системам Земли и наукам об окружающей среде . Эльзевир. стр. 272–287. дои : 10.1016/B978-0-12-409548-9.01903-5 . ISBN 978-0-12-409548-9 .
- ^ Jump up to: а б Киммерле Г., Эбен А. (1964). «О токсичности метилизоцианата и его количественном определении в воздухе». Архив токсикологии . 20 (4): 235–241. дои : 10.1007/bf00577897 . S2CID 21422558 .
- ^ Jump up to: а б с д Публикация информации о продукте Union Carbide Corporation «Метилизоцианат», F-41443, ноябрь 1967 г.
- ^ Кирилин, Алексей; Белова, Лия; Плетнёва Мария (январь – февраль 2017 г.). «Новые аспекты синтеза изоцианатов с использованием О-силилуретанов». Менделеевские сообщения . 27 (1): 99–100. дои : 10.1016/j.mencom.2017.01.033 .
- ^ патент США 2480088 , Слокомб, Р.Дж.; Харди, Э.Э., «Процесс производства карбамилхлоридов», выпущено 23 августа 1949 г., передано Monsanto.
- ^ Патент Франции 1400863 , Мерц В., «Способ и устройство для получения алкилизоцианатов», выдан 28 мая 1965 г., передан компании Bayer.
- ^ Химическая неделя, «Мимолетное существование молекул токсичного газа» с. 9, 12 июня 1985 г.
- ^ патент DE 2828259 , Гиссельманн, Г.; Гюнтер, К.; Фуэнтен, В., «Процесс производства метилизоцианатов», выпущено 10 января 1980 г., передано Дегуссе.
- ^ «Более безопасный метод получения карбаматов». Химическая неделя . 1985б (20): 136. 1985.
- ^ Манилла (2021 г.). «Метилизоцианат: оценка риска, опасность для окружающей среды и здоровья». Оценка риска опасных газов для окружающей среды и здоровья человека : 251–261.
- ^ Кастро Э.А., Муди Р.Б., Сэнсом П.Дж. (1985). «Кинетика гидролиза метил- и фенилизоцианатов». Журнал Химического общества, Perkin Transactions 2 . 1985 (5): 737–742. дои : 10.1039/P29850000737 .
- ^ Марш Дж (1985). Передовая органическая химия (3-е изд.). Нью-Йорк: Джон Уайли и сыновья. п. 802.
- ^ Варма, Дайя; Мулай, Шри (2015). «Метилизоцианат: газ Бхопала». Справочник по токсикологии боевых отравляющих веществ : 287–299. дои : 10.1016/B978-0-12-800159-2.00022-1 .
- ^ «Суд в Бхопале: восемь осужденных за газовую катастрофу в Индии» . Новости Би-би-си . 7 июня 2010 года. Архивировано из оригинала 7 июня 2010 года . Проверено 7 июня 2010 г.
- ^ Джорджио Налджиев, Матия Стрлич; Полиуретановая изоляция и товары для дома – систематический обзор их воздействия на качество окружающей среды в помещении, [Строительство и окружающая среда https://www.sciencedirect.com/journal/building-and-environment ], 2020 г.
- ^ Мехта П.С., Мехта А.С., Мехта С.Дж., Махиджани А.Б. (декабрь 1990 г.). «Последствия трагедии в Бхопале для здоровья. Обзор токсичности метилизоцианата». ДЖАМА . 264 (21): 2781–2787. дои : 10.1001/jama.1990.03450210081037 . ПМИД 2232065 .
- ^ Варма ДР (июнь 1987 г.). «Эпидемиологические и экспериментальные исследования влияния метилизоцианата на течение беременности» . Перспективы гигиены окружающей среды . 72 : 153–157. дои : 10.1289/ehp.8772153 . ПМЦ 1474644 . ПМИД 3622430 .
- ^ Бессак, БФ; Йордт, С.-Э. (1 июля 2010 г.). «Сенсорное обнаружение и реакция на токсичные газы: механизмы, влияние на здоровье и меры противодействия» . Труды Американского торакального общества . 7 (4): 269–277. дои : 10.1513/pats.201001-004см . ISSN 1546-3222 . ПМК 3136963 . ПМИД 20601631 .
- ^ Варма, Дайя Р.; Гость, Ян (1993). «Авария в Бхопале и токсичность метилизоцианата». Журнал токсикологии и гигиены окружающей среды . 40 (4): 513–529. Бибкод : 1993JTEH...40..513V . дои : 10.1080/15287399309531816 . ISSN 0098-4108 . ПМИД 8277516 .
- ^ Рамачандран, ПК; Ганде, БР; Венкатешваран, Канзас; Кошик, депутат; Виджаярагаван, Р.; Агарвал, Г.С.; Гопалан, Н.; Сурьянараяна, МВС; Шинде, Словакия; Шрирамачари, С. (1988). «Газохроматографические исследования карбамилирования гемоглобина метилизоцианатом у крыс и кроликов». Журнал хроматографии B: Биомедицинские науки и приложения . 426 (2): 239–247. дои : 10.1016/s0378-4347(00)81952-0 . ISSN 0378-4347 . ПМИД 3392138 .
- ^ Jump up to: а б с «ALMA находит ингредиент жизни вокруг молодых звезд, подобных Солнцу» . www.eso.org . Архивировано из оригинала 8 июня 2017 года . Проверено 8 июня 2017 г.
- ^ Джорданс Ф (30 июля 2015 г.). «Зонд Philae нашел доказательства того, что кометы могут быть космическими лабораториями» . Вашингтон Пост . Ассошиэйтед Пресс. Архивировано из оригинала 23 декабря 2018 года . Проверено 30 июля 2015 г.
- ^ «Наука на поверхности кометы» . Европейское космическое агентство. 30 июля 2015 года. Архивировано из оригинала 2 августа 2015 года . Проверено 30 июля 2015 г.
- ^ Бибринг Дж.П., Тейлор М.Г., Александр С., Остер Ю., Биле Дж., Финци А.Е. и др. (июль 2015 г.). «Первый взгляд Филы. Первые дни Филы на комете. Введение» (PDF) . Наука . 349 (6247): 493. Бибкод : 2015Sci...349..493B . дои : 10.1126/science.aac5116 . ПМИД 26228139 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Тема NIOSH по безопасности и гигиене труда: изоцианаты , с веб-сайта Национального института безопасности и гигиены труда (NIOSH).
- Национальная медицинская библиотека США: банк данных об опасных веществах – метилизоцианат
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|