Оксид пропилена

Оксид пропилена
Имена
	Предпочтительное название ИЮПАК (2R)-2-Метилоксиран ; (2S)-2-Метилоксиран
	Другие имена Оксид пропилена ; Эпоксипропан ; Эпоксид пропилена ; 1,2-пропиленоксид ; Метилоксиран ; 1,2-Эпоксипропан ; оксид пропена ; Метилэтиленоксид ; Оксид метилэтилена
Идентификаторы
Номер CAS	75-56-9 ;
3D model ( JSmol )	Интерактивное изображение ;
ЧЭБИ	ЧЕБИ:38685 ;
ХимическийПаук	6138 ;
Информационная карта ECHA	100.000.800
Номер ЕС	200-879-2 ;
КЕГГ	C15508 ;
ПабХим CID	6378 ;
НЕКОТОРЫЙ	Y4Y7NYD4BK ;
Панель управления CompTox ( EPA )	DTXSID5021207 ;
	показывать ИнЧИ
	показывать УЛЫБКИ
Характеристики
Химическая формула	C3H6C3H6O
Молярная масса	58.080 g·mol −1
Появление	Бесцветная жидкость
Запах	бензолоподобный
Плотность	0,859 г/см 3
Температура плавления	-111,9 ° C (-169,4 ° F; 161,2 К)
Точка кипения	35 ° C (95 ° F; 308 К)
Растворимость в воде	41% (20 °С)
Давление пара	445 мм рт.ст. (20 °С)
Магнитная восприимчивость (χ)	−4.25 × 10 −5 см 3 /моль
Показатель преломления ( n D )	1.3660
Термохимия
Теплоемкость ( С )	120,4 Дж·(К·моль) −1
Стандартный моляр ; энтропия ( S ⦵ 298 )	196,5 Дж·(К·моль) −1
Стандартная энтальпия ; образование (Δ f H ⦵ 298 )	−123,0 кДж·моль −1
Опасности
	Безопасность и гигиена труда (OHS/OSH):
Основные опасности	Чрезвычайно легковоспламеняющийся
	СГС Маркировка :
Пиктограммы
Сигнальное слово	Опасность
NFPA 704 (огненный алмаз)	3 4 2
точка возгорания	-37 ° C (-35 ° F; 236 К)
Самовоспламенение ; температура	747 ° C (1377 ° F; 1020 К)
Взрывоопасные пределы	2.3–36%
	Летальная доза или концентрация (LD, LC):
ЛД 50 ( средняя доза )	660 мг/кг (морская свинка, перорально) ; 380 мг/кг (крыса, перорально) ; 440 мг/кг (мыши, перорально) ; 1140 мг/кг (крыса, перорально) ; 690 мг/кг (морская свинка, перорально)
ЛК 50 ( средняя концентрация )	1740 частей на миллион (мышь, 4 часа) ; 4000 частей на миллион (крыса, 4 ч)
LC Lo ( самый низкий из опубликованных )	2005 м.д. (собака, 4 ч) ; 4000 частей на миллион (морская свинка, 4 часа)
	NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США):
МЕХ (Допускается)	СВВ 100 частей на миллион (240 мг/м 3 )
РЕЛ (рекомендуется)	Что
IDLH (Непосредственная опасность)	Са [400 частей на миллион]
	Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). проверить ( что такое ?) Ссылки на инфобоксы

Оксид пропилена — остротоксичное и канцерогенное органическое соединение с молекулярной формулой C ₃ H ₆ O. Эта бесцветная летучая жидкость с запахом, похожим на эфир , производится в промышленных масштабах в больших масштабах. Его основным применением является использование для производства полиэфирполиолов для изготовления полиуретановых пластиков. Это хиральный эпоксид , хотя обычно его используют в виде рацемической смеси .

Это соединение иногда называют 1,2-пропиленоксидом, чтобы отличить его от его изомера 1,3-пропиленоксида, более известного как оксетан .

Производство

Промышленное производство оксида пропилена начинается с пропилена . ^[8] Используются два общих подхода: один включает гидрохлорирование , а другой - окисление . ^[9] В 2005 году около половины мирового производства осуществлялось за счет технологии хлоргидрина , а другая половина - за счет путей окисления. Значение последнего подхода возрастает. ^[10]

Путь гидрохлорирования

Традиционный путь протекает через конверсию пропена в пропиленхлоргидрин по следующей упрощенной схеме:

Затем смесь 1-хлор-2-пропанола и 2-хлор-1-пропанола дегидрохлорируют. Например:

Известь ( гидроксид кальция ) часто используется для поглощения HCl .

Окисление пропилена

Другой общий путь получения оксида пропилена включает окисление пропилена органическим пероксидом . Реакция следует этой стехиометрии:

CH ₃ CH=CH ₂ + RO ₂ H → CH ₃ CHCH ₂ O + ROH

Этот процесс практикуется с использованием четырех гидропероксидов : ^[10]

В Halcon процессе трет гидроперекись -бутила получается в результате окисления изобутана , что дает трет -бутанол . Этот побочный продукт может быть дегидратирован до изобутена, преобразованного в МТБЭ , добавку к бензину .
Гидропероксид этилбензола , полученный в результате окисления этилбензола , что дает 1-фенилэтанол. Этот побочный продукт можно дегидратировать с получением стирола , полезного мономера.
Гидроперекись кумола, полученная в результате окисления кумола (изопропилбензола), с образованием кумилового спирта . Посредством дегидратации и гидрирования этот побочный продукт можно переработать обратно в кумол. Эта технология была коммерциализирована компанией Sumitomo Chemical. ^[11]
, легированным титаном Перекись водорода является окислителем в процессе превращения перекиси водорода в оксид пропилена (HPPO), катализируемом силикалитом :
С ₃ Н ₆ + Н ₂ О ₂ → С ₃ Н ₆ О + Н ₂ О

В принципе, в этом процессе образуется только вода в качестве побочного продукта . На практике генерируются некоторые производные PO с разомкнутым кольцом. ^[12]

Оксид пропилена представляет собой хиральный строительный блок, который коммерчески доступен в любой энантиомерной форме (( R )-(+) и ( S )-(–)). катализируемого Co(III)-саленом . Разделенные энантиомеры могут быть получены посредством гидролитического кинетического разделения рацемического материала, ^[13]

Реакции

Как и другие эпоксиды, PO подвергается реакциям раскрытия цикла. С водой получается пропиленгликоль. Со спиртами реакции, называемые гидроксипропилированием , аналогичные этоксилированию происходят . Реагенты Гриньяра добавляют к оксиду пропилена с образованием вторичных спиртов.

Некоторые другие реакции оксида пропилена включают: ^[14]

Реакция с оксидом алюминия при 250–260 °С приводит к образованию пропиональдегида и небольшого количества ацетона .
Реакция с оксидом серебра(I) приводит к образованию уксусной кислоты .
Реакция с амальгамой натрия и ртути и водой приводит к изопропанолу .

Использование

От 60 до 70% всего пропиленоксида превращается в полиэфирполиолы в процессе, называемом алкоксилированием . ^[15] Эти полиолы являются строительными блоками в производстве полиуретановых пластиков. ^[16] Около 20% оксида пропилена гидролизуется в пропиленгликоль посредством процесса, который ускоряется кислотным или основным катализом . Другими основными продуктами являются полипропиленгликоль , эфиры пропиленгликоля и пропиленкарбонат .

Нишевое использование

Фумиганты

одобрило Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США использование пропиленоксида для пастеризации сырого миндаля , начиная с 1 сентября 2007 года, в ответ на два случая заражения сальмонеллой в коммерческих садах: один инцидент произошел в Канаде и один в Соединенных Штатах. ^[17]^[18]Фисташки также можно подвергать воздействию оксида пропилена для борьбы с сальмонеллой .

микроскопия

Оксид пропилена обычно используется при подготовке биологических образцов для электронной микроскопии для удаления остатков этанола, ранее использовавшегося для обезвоживания. При типичной процедуре образец сначала погружают в смесь равных объемов этанола и оксида пропилена на 5 минут, а затем четыре раза в чистый оксид по 10 минут каждый.

Боеприпасы

Оксид пропилена иногда используется в термобарических боеприпасах в качестве топлива в топливно-воздушных взрывчатых веществах. Помимо взрывного ущерба от взрывной волны , неразорвавшийся оксид пропилена может вызвать дополнительные эффекты прямой токсичности. ^[19]

Безопасность

Оксид пропилена одновременно крайне токсичен и канцерогенен . Острое воздействие вызывает дыхательных путей раздражение , что в конечном итоге приводит к смерти. ^[20] Признаки токсичности после острого воздействия включают слюнотечение , слезотечение , выделения из носа, одышку, вялость и гипоактивность , слабость и нарушение координации. Оксид пропилена также нейротоксичен для крыс и, предположительно, для людей. ^[21]

Оксид пропилена алкилирует ДНК . ^[22] Таким образом, он известен как канцероген животных. ^[23] является потенциальным канцерогеном для человека и включен в список канцерогенов группы 2B IARC . ^[24]

Естественное явление

В 2016 году сообщалось, что оксид пропилена был обнаружен в Стрельце B2 , облаке газа в Млечном Пути массой в три миллиона солнечных масс . Это первая хиральная молекула, обнаруженная в космосе, хотя и без энантиомерного избытка . ^[25]

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям. «#0538» . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Хейнс 2011 , с. 3.384
^ Хейнс 2011 , с. 3,577
^ Хейнс 2011 , с. 5.24
^ "NFPA ДАЙМОНД" . www.otrain.com .
^ GOV, Управление реагирования и восстановления NOAA, США. «ОКИСЛ ПРОПИЛЕНА | CAMEO Chemicals | NOAA» . www.cameochemicals.noaa.gov .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с «Пропиленоксид» . Непосредственно опасные для жизни и здоровья концентрации (IDLH) . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
^ Нейхейс Т.А., Макки М., Мулин Дж.А., Векхейсен Б.М. (2006). «Производство оксида пропена: каталитические процессы и последние разработки». Исследования в области промышленной и инженерной химии . 45 (10): 3447–3459. дои : 10.1021/ie0513090 . hdl : 1874/20149 .
^ Калих Д., Вичерн У., Линднер Дж. (2002). «Пропиленоксиды». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a22_239 . ISBN 978-3527306732 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Нейхейс Т.А., Макки М., Мулин Дж.А., Векхейсен Б.М. (2006). «Производство оксида пропена: каталитические процессы и последние разработки». Исследования в области промышленной и инженерной химии . 45 (10): 3447. doi : 10.1021/ie0513090 . hdl : 1874/20149 .
^ «Краткое описание процесса Sumitomo из Nexant Reports» . Архивировано из оригинала 17 января 2006 г. Проверено 18 сентября 2007 г.
^ Руссо В., Тессер Р., Сантачесария Э., Ди Серио М. (2013). «Химические и технические аспекты производства оксида пропена с помощью перекиси водорода (процесс HPPO)». Исследования в области промышленной и инженерной химии . 52 (3): 1168–1178. дои : 10.1021/ie3023862 .
^ Шаус, Скотт Э.; Брандес, Бриджит Д.; Ларроу, Джей Ф.; Токунага, Макото; Хансен, Карл Б.; Гулд, Александра Э.; Ферроу, Майкл Э.; Якобсен, Эрик Н. (1 февраля 2002 г.). «Высокоселективное гидролитическое кинетическое разрешение концевых эпоксидов, катализируемое хиральными (сален) комплексами Co III. Практический синтез энантиообогащенных концевых эпоксидов и 1,2-диолов» . Журнал Американского химического общества . 124 (7): 1307–1315. дои : 10.1021/ja016737l . ISSN 0002-7863 .
^ Хейльброн I, изд. (1953). Словарь органических соединений . Том. 4. Издательство Оксфордского университета. п. 249 .
^ Адам Н., Авар Г., Бланкенхайм Х., Фридрихс В., Гирсиг М., Вейганг Э. и др. (2005). «Полиуретаны». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a21_665.pub2 . ISBN 978-3527306732 .
^ «Использование пропиленоксида» . Дау Кемикал. Архивировано из оригинала 15 сентября 2007 г. Проверено 10 сентября 2007 г.
^ «Руководство для промышленности: меры по устранению риска заражения видами сальмонеллы в пищевых продуктах, содержащих в качестве ингредиента продукт, полученный из фисташек; проект руководства» . FDA.gov . Июнь 2009 г. Архивировано из оригинала 9 февраля 2011 г.
^ Служба сельскохозяйственного маркетинга, Министерство сельского хозяйства США (30 марта 2007 г.). «Миндаль, выращенный в Калифорнии; требования исходящего контроля качества» (PDF) . Федеральный реестр . 72 (61): 15, 021–15, 036. Архивировано из оригинала (PDF) 28 сентября 2007 г. . Проверено 22 августа 2007 г.
^ «Информация о российских топливно-воздушных взрывчатых веществах («вакуумных бомбах») | Хьюман Райтс Вотч» . Hrw.org. 1 февраля 2000 года. Архивировано из оригинала 10 февраля 2013 года . Проверено 23 апреля 2013 г.
^ Комитет Национального исследовательского совета (США) по рекомендуемым уровням острого воздействия (2010 г.). Нормативные уровни острого воздействия для некоторых переносимых по воздуху химикатов: Том 9 . Издательство национальных академий.
^ Ониши А., Мурай Ю. (февраль 1993 г.). «Полинейропатия, вызванная оксидом этилена, оксида пропилена и оксида бутилена». Экологические исследования . 60 (2): 242–247. дои : 10.1006/enrs.1993.1032 . ПМИД 8472653 .
^ Лоули П.Д., Джарман М. (февраль 1972 г.). «Алкилирование пропиленоксидом дезоксирибонуклеиновой кислоты, аденина, гуанозина и дезоксигуаниловой кислоты» . Биохимический журнал . 126 (4): 893–900. дои : 10.1042/bj1260893 . ПМЦ 1178497 . ПМИД 5073240 .
^ Ринго Д.Л., Бреннан Э.Ф., Кота-Роблес Э.Х. (сентябрь 1982 г.). «Эпоксидные смолы мутагены: значение для электронных микроскопистов». Журнал исследований ультраструктуры . 80 (3): 280–287. дои : 10.1016/s0022-5320(82)80041-5 . ПМИД 6752439 .
^ Грана Р., Беновиц Н., Гланц С.А. (май 2014 г.). «Электронные сигареты: научный обзор» . Тираж . 129 (19): 1972–1986. дои : 10.1161/circulationaha.114.007667 . ПМК 4018182 . ПМИД 24821826 .
^ «Ученые только что впервые обнаружили эту жизнеобразующую молекулу в межзвездном пространстве» . Научная тревога. 15 июня 2016 г.

Цитируемые источники

Хейнс WM, изд. (2011). Справочник CRC по химии и физике (92-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press . ISBN 1-4398-5511-0 .

Внешние ссылки

Страница веб-книги для C3H6O
Оксид пропилена в Агентстве по охране окружающей среды США.
Оксид пропилена – информация о химической продукции: свойства, производство, применение.
Оксид пропилена на веб-сайте Сети передачи технологий по токсичности воздуха
CDC - Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям

[PGCH-1] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям. «#0538» . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).

[b92-2] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Хейнс 2011 , с. 3.384

[3] Хейнс 2011 , с. 3,577

[b92b-4] Хейнс 2011 , с. 5.24

[5] "NFPA ДАЙМОНД" . www.otrain.com .

[6] GOV, Управление реагирования и восстановления NOAA, США. «ОКИСЛ ПРОПИЛЕНА | CAMEO Chemicals | NOAA» . www.cameochemicals.noaa.gov .

[IDLH-7] Перейти обратно: ^а ^б ^с «Пропиленоксид» . Непосредственно опасные для жизни и здоровья концентрации (IDLH) . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).

[8] Нейхейс Т.А., Макки М., Мулин Дж.А., Векхейсен Б.М. (2006). «Производство оксида пропена: каталитические процессы и последние разработки». Исследования в области промышленной и инженерной химии . 45 (10): 3447–3459. дои : 10.1021/ie0513090 . hdl : 1874/20149 .

[PO-9] Калих Д., Вичерн У., Линднер Дж. (2002). «Пропиленоксиды». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a22_239 . ISBN 978-3527306732 .

[Nijhuis-10] Перейти обратно: ^а ^б Нейхейс Т.А., Макки М., Мулин Дж.А., Векхейсен Б.М. (2006). «Производство оксида пропена: каталитические процессы и последние разработки». Исследования в области промышленной и инженерной химии . 45 (10): 3447. doi : 10.1021/ie0513090 . hdl : 1874/20149 .

[11] «Краткое описание процесса Sumitomo из Nexant Reports» . Архивировано из оригинала 17 января 2006 г. Проверено 18 сентября 2007 г.

[12] Руссо В., Тессер Р., Сантачесария Э., Ди Серио М. (2013). «Химические и технические аспекты производства оксида пропена с помощью перекиси водорода (процесс HPPO)». Исследования в области промышленной и инженерной химии . 52 (3): 1168–1178. дои : 10.1021/ie3023862 .

[13] Шаус, Скотт Э.; Брандес, Бриджит Д.; Ларроу, Джей Ф.; Токунага, Макото; Хансен, Карл Б.; Гулд, Александра Э.; Ферроу, Майкл Э.; Якобсен, Эрик Н. (1 февраля 2002 г.). «Высокоселективное гидролитическое кинетическое разрешение концевых эпоксидов, катализируемое хиральными (сален) комплексами Co III. Практический синтез энантиообогащенных концевых эпоксидов и 1,2-диолов» . Журнал Американского химического общества . 124 (7): 1307–1315. дои : 10.1021/ja016737l . ISSN 0002-7863 .

[14] Хейльброн I, изд. (1953). Словарь органических соединений . Том. 4. Издательство Оксфордского университета. п. 249 .

[15] Адам Н., Авар Г., Бланкенхайм Х., Фридрихс В., Гирсиг М., Вейганг Э. и др. (2005). «Полиуретаны». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a21_665.pub2 . ISBN 978-3527306732 .

[16] «Использование пропиленоксида» . Дау Кемикал. Архивировано из оригинала 15 сентября 2007 г. Проверено 10 сентября 2007 г.

[17] «Руководство для промышленности: меры по устранению риска заражения видами сальмонеллы в пищевых продуктах, содержащих в качестве ингредиента продукт, полученный из фисташек; проект руководства» . FDA.gov . Июнь 2009 г. Архивировано из оригинала 9 февраля 2011 г.

[18] Служба сельскохозяйственного маркетинга, Министерство сельского хозяйства США (30 марта 2007 г.). «Миндаль, выращенный в Калифорнии; требования исходящего контроля качества» (PDF) . Федеральный реестр . 72 (61): 15, 021–15, 036. Архивировано из оригинала (PDF) 28 сентября 2007 г. . Проверено 22 августа 2007 г.

[HRW1-19] «Информация о российских топливно-воздушных взрывчатых веществах («вакуумных бомбах») | Хьюман Райтс Вотч» . Hrw.org. 1 февраля 2000 года. Архивировано из оригинала 10 февраля 2013 года . Проверено 23 апреля 2013 г.

[NAC/AEGL-20] Комитет Национального исследовательского совета (США) по рекомендуемым уровням острого воздействия (2010 г.). Нормативные уровни острого воздействия для некоторых переносимых по воздуху химикатов: Том 9 . Издательство национальных академий.

[21] Ониши А., Мурай Ю. (февраль 1993 г.). «Полинейропатия, вызванная оксидом этилена, оксида пропилена и оксида бутилена». Экологические исследования . 60 (2): 242–247. дои : 10.1006/enrs.1993.1032 . ПМИД 8472653 .

[22] Лоули П.Д., Джарман М. (февраль 1972 г.). «Алкилирование пропиленоксидом дезоксирибонуклеиновой кислоты, аденина, гуанозина и дезоксигуаниловой кислоты» . Биохимический журнал . 126 (4): 893–900. дои : 10.1042/bj1260893 . ПМЦ 1178497 . ПМИД 5073240 .

[Ringo_1982-23] Ринго Д.Л., Бреннан Э.Ф., Кота-Роблес Э.Х. (сентябрь 1982 г.). «Эпоксидные смолы мутагены: значение для электронных микроскопистов». Журнал исследований ультраструктуры . 80 (3): 280–287. дои : 10.1016/s0022-5320(82)80041-5 . ПМИД 6752439 .

[Grana2014-24] Грана Р., Беновиц Н., Гланц С.А. (май 2014 г.). «Электронные сигареты: научный обзор» . Тираж . 129 (19): 1972–1986. дои : 10.1161/circulationaha.114.007667 . ПМК 4018182 . ПМИД 24821826 .

[25] «Ученые только что впервые обнаружили эту жизнеобразующую молекулу в межзвездном пространстве» . Научная тревога. 15 июня 2016 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]

[24]

[25]