Акролеин
| |||
| |||
| Имена | |||
|---|---|---|---|
| Предпочтительное название ИЮПАК Проп-2-энал | |||
| Другие имена | |||
| Идентификаторы | |||
3D model ( JSmol ) | |||
| ЧЭБИ | |||
| ЧЕМБЛ | |||
| ХимическийПаук | |||
| Информационная карта ECHA | 100.003.141 | ||
| Номер ЕС |
| ||
| КЕГГ | |||
ПабХим CID | |||
| номер РТЭКС |
| ||
| НЕКОТОРЫЙ | |||
| Число | 1092 | ||
Панель управления CompTox ( EPA ) | |||
| Характеристики | |||
| С 3 Н 4 О | |||
| Молярная масса | 56.064 g·mol −1 | ||
| Появление | Жидкость от бесцветного до желтого цвета. Бесцветный газ в дыме. | ||
| Запах | Едкий, Неприятный, Раздражающий | ||
| Плотность | 0,839 г/мл | ||
| Температура плавления | -88 ° C (-126 ° F; 185 К) | ||
| Точка кипения | 53 ° С (127 ° F; 326 К) | ||
| Значительный (> 10%) | |||
| Давление пара | 210 мм рт. ст. [1] | ||
| Опасности [3] | |||
| Безопасность и гигиена труда (OHS/OSH): | |||
Основные опасности | Сильно ядовит. Вызывает сильное раздражение открытых оболочек. Чрезвычайно легковоспламеняющаяся жидкость и пар. | ||
| СГС Маркировка : | |||
     | |||
| Опасность | |||
| Х225 , Х300 , Х311 , Х314 , Х330 , Х410 | |||
| P210 , P233 , P240 , P241 , P242 , P243 , P260 , P264 , P270 , P271 , P273 , P280 , P284 , P301+P310 , P301+P330+P331 , P302+P352 , P303+P3 61+П353 , П304+П340 , P305+P351+P338 , P310 , P312 , P320 , P321 , P322 , P330 , P361 , P363 , P370+P378 , P391 , P403+P233 , P403+P235 , P405 , P501 | |||
| NFPA 704 (огненный алмаз) | |||
| точка возгорания | -26 ° C (-15 ° F; 247 К) | ||
| 278 ° С (532 ° F; 551 К) | |||
| Взрывоопасные пределы | 2.8-31% [1] | ||
| Летальная доза или концентрация (LD, LC): | |||
ЛК 50 ( средняя концентрация ) | 875 ppm (мышь, 1 мин) 175 частей на миллион (мышь, 10 мин) 150 частей на миллион (собака, 30 мин) 8 частей на миллион (крыса, 4 часа) 375 частей на миллион (крыса, 10 мин) 25,4 частей на миллион (хомяк, 4 часа) 131 ppm (крыса, 30 мин) [2] | ||
LC Lo ( самый низкий из опубликованных ) | 674 частей на миллион (кошка, 2 часа) [2] | ||
| NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США): | |||
МЕХ (Допускается) | TWA 0,1 ppm (0,25 мг/м 3 ) [1] | ||
РЕЛ (рекомендуется) | TWA 0,1 ppm (0,25 мг/м 3 ) ST 0,3 ppm (0,8 мг/м 3 ) [1] | ||
IDLH (Непосредственная опасность) | 2 частей на миллион [1] | ||
| Паспорт безопасности (SDS) | Сигма-Олдрич SDS | ||
| Родственные соединения | |||
Родственные алкеналы | Кротональдегид | ||
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |||
Акролеин (систематическое название: пропеналь ) — простейший ненасыщенный альдегид . Это бесцветная жидкость с неприятным и едким ароматом. Запах сгоревшего жира (например, когда кулинарное масло нагревается до точки дымления ) возникает из-за того, что глицерин в горящем жире распадается на акролеин. Его производят в промышленности из пропена и в основном используют в качестве биоцида и строительного блока для других химических соединений, таких как аминокислота метионин .
История [ править ]
Акролеин был впервые назван и охарактеризован как альдегид шведским химиком Йонсом Якобом Берцелиусом в 1839 году. Он работал с ним как с продуктом термического разложения глицерина , материала, используемого при производстве мыла. Название представляет собой сокращение слов «едкий» (имеется в виду его резкий запах) и «олеум» (имеется в виду его маслянистая консистенция). В 20 веке акролеин стал важным промежуточным продуктом для промышленного производства акриловой кислоты и акриловых пластмасс. [4]
Производство [ править ]
Акролеин получают в промышленности окислением пропена . В этом процессе в качестве источника кислорода используется воздух, а требуются оксиды металлов в качестве гетерогенных катализаторов : [5]
- СН 3 СН=СН 2 + О 2 → СН 2 =СНСНО + Н 2 О
Ежегодно таким способом производят около 500 000 тонн акролеина в Северной Америке, Европе и Японии. Кроме того, вся акриловая кислота производится путем временного образования акролеина.
Пропан представляет собой многообещающее, но сложное сырье для синтеза акролеина (и акриловой кислоты). Основная проблема заключается в переокислении этой кислоты.
Когда глицерин (также называемый глицерином) нагревается до 280 °C, он разлагается на акролеин:
- (CH 2 OH) 2 CHOH → CH 2 =CHCHO + 2 H 2 O
Этот путь привлекателен, когда глицерин образуется совместно при производстве биодизельного топлива из растительных масел или животных жиров. Обезвоживание глицерина было продемонстрировано, но оно не оказалось конкурентоспособным по сравнению с нефтехимическим путем . [6] [7]
Нишевые или лабораторные методы [ править ]
Первоначальный промышленный путь получения акролеина, разработанный Дегуссой, включает конденсацию формальдегида и ацетальдегида :
- HCHO + CH 3 CHO → CH 2 =CHCHO + H 2 O
Акролеин также можно получать в лабораторных условиях действием бисульфата калия на глицерин (глицерин). [8]
Реакция [ править ]
Акролеин является относительно электрофильным и реакционноспособным соединением, что обуславливает его высокую токсичность. Это хороший акцептор Михаэля , отсюда и его полезная реакция с тиолами. Он легко образует ацетали , наиболее известным из которых является спироцикл, полученный из пентаэритрита , диаллилиденпентаэритрита. Акролеин участвует во многих реакциях Дильса-Альдера , в том числе сам на себя. В результате реакции Дильса-Альдера он является предшественником некоторых коммерческих ароматизаторов, в том числе лирала , норборнен -2-карбоксальдегида и миракового альдегида . [5] Мономер 3,4-эпоксициклогексилметил-3',4'-эпоксициклогексанкарбоксилат также получают из акролеина посредством посредничества тетрагидробензальдегида .
Использует [ править ]
Военное использование
Акролеин использовался в войне из-за его раздражающих и вызывающих образование волдырей свойств. Французы использовали это химическое вещество в своих ручных гранатах и артиллерийских снарядах. [9] во время Первой мировой войны под названием «Папите». [10]
Биоцид [ править ]
Акролеин в основном применяется как контактный гербицид для борьбы с подводными и плавающими сорняками, а также водорослями в оросительных каналах. Его используют в концентрации 10 ppm в ирригационной и оборотной воде. В нефтегазовой промышленности его применяют в качестве биоцида буровых вод, а также поглотителя сероводорода и меркаптанов . [5]
Химический прекурсор
Из акролеина получают ряд полезных соединений, используя его бифункциональность. Аминокислота метионин получается добавлением метантиола с последующим синтезом Стрекера . Акролеин конденсируется с ацетальдегидом и аминами с образованием метилпиридинов . [11] Он также является промежуточным продуктом в Скраупом хинолинов синтезе .
Акролеин полимеризуется в присутствии кислорода и воды при концентрации выше 22%. Цвет и текстура полимера зависят от условий. Полимер представляет собой прозрачное твердое вещество желтого цвета. В воде он образует твердый пористый пластик. [ нужна ссылка ]
Акролеин использовался в качестве фиксатора при подготовке биологических образцов для электронной микроскопии . [12]
Риски здоровья для
Акролеин токсичен и вызывает сильное раздражение кожи, глаз и носовых ходов. [5] акролеина является алкилирование глутатиона Основным путем метаболизма . ВОЗ предлагает «переносимое пероральное потребление акролеина» в размере 7,5 мкг в день на кг массы тела. Хотя акролеин содержится в картофеле фри (и других жареных продуктах), его уровень составляет всего несколько мкг на кг. [13] В ответ на профессиональное воздействие акролеина Управление по охране труда и здоровья США установило допустимый предел воздействия на уровне 0,1 ppm (0,25 мг/м2). 3 ) при восьмичасовом средневзвешенном значении. [14] Акролеин действует иммуносупрессивно и может способствовать развитию регуляторных клеток. [15] тем самым предотвращая возникновение аллергии, с одной стороны, но также увеличивая риск развития рака.
Акролеин был идентифицирован как одно из химических веществ, участвовавших в инциденте с токсичным загрязнением реки Ким Ким в 2019 году . [16]
Сигаретный дым [ править ]
Существует связь между газом акролеином в дыме табачных сигарет и риском рака легких . [17] Акролеин является одним из семи токсических веществ дыма сигаретного , которые наиболее связаны с дыхательных путей канцерогенезом . [18] Механизм действия акролеина, по-видимому, включает индукцию увеличения количества активных форм кислорода и повреждение ДНК, связанное с окислительным стрессом . [19]
С точки зрения «неканцерогенного коэффициента здоровья» [ жаргон ] среди компонентов сигаретного дыма доминирует акролеин, вклад которого в 40 раз больше, чем следующего компонента, цианистого водорода . [20] Содержание акролеина в сигаретном дыме зависит от типа сигарет и добавленного глицерина и составляет до 220 мкг акролеина на сигарету. [21] [22] Важно отметить, что хотя концентрацию компонентов в основном дыме можно снизить с помощью фильтров, это не оказывает существенного влияния на состав побочного дыма, в котором обычно находится акролеин и который вдыхается при пассивном курении . [23] [24] Электронные сигареты , используемые обычно, производят лишь «незначительные» уровни акролеина (менее 10 мкг «на затяжку»). [25] [26]
Метаболит химиотерапии
Лечение циклофосфамидом и ифосфамидом приводит к образованию акролеина. [27] Акролеин, вырабатываемый во время лечения циклофосфамидом, накапливается в мочевом пузыре и при отсутствии лечения может вызвать геморрагический цистит.
Эндогенное производство [ править ]
Акролеин является компонентом реутерина . [28] Реутерин может вырабатываться кишечными микробами в присутствии глицерина. Реутерин, вырабатываемый микробами, является потенциальным источником акролеина. [29]
Аналитические методы [ править ]
«Акролеиновый тест» предназначен для обнаружения глицерина или жиров . Образец нагревается с бисульфатом калия , и в случае положительного результата теста выделяется акролеин. При сильном нагревании жира в присутствии дегидратирующего агента, такого как бисульфат калия ( KHSO
4 ) глицериновая часть молекулы дегидратируется с образованием ненасыщенного альдегида — акролеина (СН 2 =СН–СНО), имеющего запах, свойственный горелому кулинарному жиру. Существуют более современные методы. [13]
В США методы 603 и 624.1 Агентства по охране окружающей среды предназначены для измерения акролеина в промышленных и городских сточных вод . потоках [30] [31]
Ссылки [ править ]
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и ж г час я Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям. «#0011» . Национальный институт безопасности и гигиены труда (NIOSH).
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б «Акролеин» . Непосредственно опасные для жизни и здоровья концентрации (IDLH) . Национальный институт безопасности и гигиены труда (NIOSH).
- ^ «Архивная копия» . Архивировано из оригинала 02 апреля 2015 г. Проверено 26 марта 2015 г.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка ) - ^ Ян Ф. Стивенс и Клаудия С. Майер, «Акролеин: источники, метаболизм и биомолекулярные взаимодействия, имеющие отношение к здоровью и болезням человека», Mol Nutr Food Res. 2008 январь; 52 (1): 7–25.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д Дитрих Арнц; Ахим Фишер; Матиас Хёпп; и др. (2012). «Акролеин и метакролеин». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a01_149.pub2 . ISBN 978-3527306732 .
- ^ Мартин, Андреас; Армбрустер, Удо; Атия, Ханан (2012). «Последние разработки в области дегидратации глицерина в акролеин по сравнению с гетерополикислотами». Европейский журнал липидной науки и технологий . 114 (1): 10–23. дои : 10.1002/ejlt.201100047 .
- ^ Абдулла, Анас; Зухайри Абдулла, Ахмад; Ахмед, Мухтар; Хан, Джунаид; Шахадат, Мохаммед; Умар, Халид; Алим, доктор Абдул (март 2022 г.). «Обзор последних разработок и прогресса в устойчивом производстве акролеина посредством каталитической дегидратации биовозобновляемого глицерина» . Журнал чистого производства . 341 : 130876. doi : 10.1016/j.jclepro.2022.130876 . S2CID 246853148 .
- ^ Гомер Адкинс ; WH Хартунг (1926). «Акролеин» . Органические синтезы . 6 : 1. дои : 10.15227/orgsyn.006.0001 ; Сборник томов , т. 1, с. 15 .
- ^ Прентисс, Огюстин Митчелл; Фишер, Джордж Дж. Б. (1937). Химические вещества на войне: трактат о химической войне . Книжная компания МакГроу-Хилл, Инкорпорейтед. п. 139 . Проверено 21 ноября 2021 г.
- ^ Эйслер, Рональд (1994). Опасность акролеина для рыб, дикой природы и беспозвоночных: синоптический обзор . Министерство внутренних дел США, Национальная биологическая служба . Проверено 21 ноября 2021 г.
- ^ Симидзу, С.; Ватанабэ, Н.; Катаока, Т.; Сёдзи, Т.; Абэ, Н.; Моришита, С.; Ичимура, Х. «Пиридин и производные пиридина». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a22_399 . ISBN 978-3527306732 .
- ^ М. Дж. Дикстра, Л. Е. Ройсс (2003). Биологическая электронная микроскопия: теория, методы и устранение неисправностей . Спрингер. ISBN 0-306-47749-1 .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Авраам, Клаус; Андрес, Сюзанна; Палавинскас, Ричард; Берг, Катарина; Аппель, Клаус Э.; Лампен, Альфонсо (2011). «Токсикология и оценка риска содержания акролеина в пищевых продуктах». Мол. Нутр. Пищевой Рес . 55 (9): 1277–1290. дои : 10.1002/mnfr.201100481 . ПМИД 21898908 .
- ^ CDC - Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям
- ^ Рот-Вальтер, Франциска; Бергмайр, Корнелия; Мейтц, Сара; Бухлейтнер, Стефан; Стремницер, Кэролайн; Фазекаш, Юдит; Московскич, Анна; Мюллер, Марио А.; Рот, Георг А.; Мансано-Салаи, Кристина; Дворжак, Зденек; Нойнкирхнер, Алина; Йенсен-Яролим, Эрика (2017). «Акролеин с лицом Януса предотвращает аллергию, но ускоряет рост опухоли, стимулируя иммунорегуляторные клетки Foxp3 +: мышиная модель пассивного респираторного воздействия» . Научные отчеты . 7 : 45067. Бибкод : 2017NatSR...745067R . дои : 10.1038/srep45067 . ПМК 5362909 . ПМИД 28332605 .
- ^ Тара Тиагараджан (15 марта 2019 г.). «В реке Ким Ким в Пасир Гуданге обнаружено 8 химических веществ, вот что они собой представляют» . Мир шума .
- ^ Фэн, З; Ху В; Ху Ю; Тан М. (октябрь 2006 г.). «Акролеин является основным агентом рака легких, связанным с курением: преимущественное связывание с горячими точками мутации p53 и ингибирование восстановления ДНК» . Труды Национальной академии наук . 103 (42): 15404–15409. Бибкод : 2006PNAS..10315404F . дои : 10.1073/pnas.0607031103 . ПМЦ 1592536 . ПМИД 17030796 .
- ^ Каннингем Ф.Х., Фибелкорн С., Джонсон М., Мередит К. Новое применение подхода предела воздействия: сегрегация токсикантов табачного дыма. Пищевой химический токсикол. Ноябрь 2011 г.;49(11):2921-33. doi: 10.1016/j.fct.2011.07.019. Epub 2011, 23 июля. ПМИД 21802474
- ^ Ли Л., Цзян Л., Гэн С., Цао Дж., Чжун Л. Роль окислительного стресса в повреждении ДНК, вызванном акролеином, в клетках HepG2. Свободный радикал Рез. Апрель 2008 г.;42(4):354-61. дои: 10.1080/10715760802008114 ПМИД 18404534
- ^ Османн, Ханс-Юрген (2012). «Использование индексов опасности для теоретической оценки состава сигаретного дыма». хим. Рез. Токсикол . 25 (4): 794–810. дои : 10.1021/tx200536w . ПМИД 22352345 .
- ^ Дахер, Н; Салех, Р; Джаруди, Э; Шехейтли, Х; Бадр, Т; Сепетджян, Э; Аль Рашиди, М; Салиба, Н; Шихаде, А. (январь 2010 г.). «Сравнение выбросов канцерогена, угарного газа и ультрамелкодисперсных частиц при курении кальяна и сигарет: измерения побочного дыма и оценка коэффициентов выбросов вторичного дыма» . Атмос Энвайрон . 44 (1): 8–14. Бибкод : 2010AtmEn..44....8D . дои : 10.1016/j.atmosenv.2009.10.004 . ПМК 2801144 . ПМИД 20161525 .
- ^ Херрингтон, Дж. С.; Майерс, К. (2015). «Растворы для электронных сигарет и полученные профили аэрозолей» . Дж Хроматогр А. 1418 : 192–9. дои : 10.1016/j.chroma.2015.09.034 . ПМИД 26422308 .
- ^ Блэр, СЛ; Эпштейн, SA; Низкородов С.А.; Стаймер, Н. (2015). «Исследование выбросов летучих органических соединений и твердых частиц с помощью трубки с быстрым потоком в реальном времени из электронных, обычных и эталонных сигарет с потенциально сниженным вредом» . Аэрозольная научная технология . 49 (9): 816–827. Бибкод : 2015AerST..49..816B . дои : 10.1080/02786826.2015.1076156 . ПМЦ 4696598 . ПМИД 26726281 .
- ^ Сопори, М. (май 2002 г.). «Влияние сигаретного дыма на иммунную систему». Нат. Преподобный Иммунол . 2 (5): 372–7. дои : 10.1038/nri803 . ПМИД 12033743 . S2CID 26116099 .
- ^ Макнил, А., Южная Каролина (2015). «Электронные сигареты: обновленные данные. Отчет, подготовленный по заказу Министерства здравоохранения Англии» (PDF) . www.gov.uk. Великобритания: Общественное здравоохранение Англии. стр. 76–78 . Проверено 20 августа 2015 г.
{{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Сулейман, М (2016). «Выбросы электронных сигарет: основные параметры, влияющие на выброс вредных химических веществ» . Экологические науки и технологии . 50 (17): 9644–9651. Бибкод : 2016EnST...50.9644S . дои : 10.1021/acs.est.6b01741 . ПМИД 27461870 . S2CID 31872198 .
- ^ Пачи, А; Риторд, А; Гийом, Д; и др. (март 2000 г.). «Количественное высокоэффективное жидкостное хроматографическое определение акролеина в плазме после дериватизации люминарином 3». Журнал хроматографии Б. 739 (2): 239–246. дои : 10.1016/S0378-4347(99)00485-5 . ПМИД 10755368 .
- ^ Энгельс, Кристина; Шваб, Кларисса; Чжан, Цзяньбо; Стивенс, Марк Дж.А.; Бьери, Коринн; Эберт, Марк-Оливье; Макнил, Кристофер; Стурла, Шана Дж.; Лакруа, Кристоф (07 ноября 2016 г.). «Акролеин вносит значительный вклад в антимикробную активность реутерина и трансформацию гетероциклических аминов» . Научные отчеты . 6 (1): 36246. Бибкод : 2016NatSR...636246E . дои : 10.1038/srep36246 . ISSN 2045-2322 . ПМК 5098142 . ПМИД 27819285 .
- ^ Чжан, Цзяньбо; Стурла, Шана; Лакруа, Кристоф; Шваб, Кларисса (07 марта 2018 г.). Джонсон, Эрик А. (ред.). «Кишечный микробный метаболизм глицерина как эндогенный источник акролеина» . мБио . 9 (1): e01947–17. дои : 10.1128/mBio.01947-17 . ISSN 2161-2129 . ПМЦ 5770549 . ПМИД 29339426 .
- ^ Приложение A к части 136. Методы органо-химического анализа городских и промышленных сточных вод, метод 603 - акролеин и акрилонитрил>
- ^ Метод 624.1 — Очистка с помощью ГХ-МС>
