хлорметан
Имена | |||
---|---|---|---|
Предпочтительное название ИЮПАК хлорметан [2] | |||
Другие имена | |||
Идентификаторы | |||
3D model ( JSmol ) | |||
1696839 | |||
ЧЭБИ | |||
ЧЕМБЛ | |||
ХимическийПаук | |||
Информационная карта ECHA | 100.000.744 | ||
Номер ЕС |
| ||
24898 | |||
КЕГГ | |||
МеШ | Метил+Хлорид | ||
ПабХим CID | |||
номер РТЭКС |
| ||
НЕКОТОРЫЙ | |||
Число | 1063 | ||
Панель управления CompTox ( EPA ) | |||
Характеристики | |||
СН 3 Cl | |||
Молярная масса | 50.49 g·mol −1 | ||
Появление | Бесцветный газ | ||
Запах | Слабый, сладкий запах [3] | ||
Плотность | 1,003 г/мл (-23,8 °C, жидкость) [1] 2,3065 г/л (0 °C, газ) [1] | ||
Температура плавления | -97,4 ° C (-143,3 ° F; 175,8 К) [1] | ||
Точка кипения | -23,8 ° C (-10,8 ° F; 249,3 К) [1] | ||
5,325 г/л | |||
войти P | 1.113 | ||
Давление пара | 506,09 кПа (при 20 ° C (68 ° F)) | ||
Закон Генри постоянная ( k H ) | 940 нмоль/(Па·кг) | ||
−32.0·10 −6 см 3 /моль | |||
Структура | |||
четырехугольный | |||
Тетраэдр | |||
1,9 Д | |||
Термохимия | |||
Стандартный моляр энтропия ( S ⦵ 298 ) | 234,36 Дж/(К⋅моль) | ||
Стандартная энтальпия образование (Δ f H ⦵ 298 ) | −83,68 кДж/моль | ||
Стандартная энтальпия горение (Δ c H ⦵ 298 ) | −764,5–−763,5 кДж/моль | ||
Опасности | |||
СГС Маркировка : | |||
Опасность | |||
Х220 , Х351 , Х373 | |||
П210 , П281 , П410+П403 | |||
NFPA 704 (огненный алмаз) | |||
точка возгорания | -20 ° C (-4 ° F; 253 К) [1] | ||
625 ° C (1157 ° F; 898 К) [1] | |||
Взрывоопасные пределы | 8.1–17.4% [3] | ||
Летальная доза или концентрация (LD, LC): | |||
ЛД 50 ( средняя доза ) | 150–180 мг/кг (перорально, крыса) [1] 5,3 мг/л (4 ч, ингаляция, крыса) [1] | ||
ЛК 50 ( средняя концентрация ) | 72 000 частей на миллион (крыса, 30 мин) 2200 частей на миллион (мышь, 6 ч) 2760 частей на миллион (млекопитающее, 4 ч) 2524 ч./млн (крыса, 4 ч) [4] | ||
LC Lo ( самый низкий из опубликованных ) | 20 000 частей на миллион (морская свинка, 2 часа) 14 661 частей на миллион (собака, 6 ч) [4] | ||
NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США): | |||
МЕХ (Допускается) | TWA 100 частей на миллион C 200 частей на миллион 300 частей на миллион (максимальный 5-минутный пик за каждые 3 часа) [3] | ||
РЕЛ (рекомендуется) | Что [3] | ||
IDLH (Непосредственная опасность) | Са [2000 частей на миллион] [3] | ||
Родственные соединения | |||
Родственные алканы | |||
Родственные соединения | 2-хлорэтанол | ||
Страница дополнительных данных | |||
Хлорметан (страница данных) | |||
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). |
Хлорметан , также называемый метилхлоридом , хладагентом-40 , R-40 или HCC 40 , представляет собой органическое соединение с химической формулой СН 3 Сl . Один из галоалканов , это бесцветный, сладко пахнущий, легковоспламеняющийся газ. Метилхлорид является важнейшим реагентом в промышленной химии, хотя он редко присутствует в потребительских товарах. [5] и ранее использовался в качестве хладагента . Большая часть хлорметана биогенна .
возникновение
[ редактировать ]Хлорметан — это широко распространенный органогалоген в атмосфере антропогенного или природного происхождения. Природные источники производят около 4 100 000 000 кг/год. [6]
Морской
[ редактировать ]Лабораторные культуры морского фитопланктона ( Phaeodactylum tricornutum , Phaeocystis sp., Thalassiosira weissflogii , Chaetoceros Calcitrans , Isochrysis sp., Porphyridium sp., Synechococcus sp., Tetraselmis sp., Prorocentrum sp. и Emiliana huxleyi ) продуцируют CH 3 Cl, но в относительно незначительные суммы. [7] [8] Обширное исследование 30 видов полярных макроводорослей выявило выделение значительных количеств CH 3 Cl только у Gigartina skottsbergii и Gymnogongrus antarcticus . [9]
Биогенез
[ редактировать ]Солончаковое , растение Batis maritima содержит фермент метилхлоридтрансферазу катализирующий синтез CH 3 Cl из S-аденозин-L-метионина и хлорида. [10] Этот белок был очищен и экспрессирован в E. coli и, по-видимому, присутствует в других организмах, таких как грибы белой гнили ( Phellinus pomaceus ), красные водоросли ( Endoladia muricata ) и ледяное растение ( Mesembryanthemum Crystallinum ), каждый из которых известный производитель CH 3 Cl. [10] [11]
Сахарный тростник и выбросы метилхлорида
[ редактировать ]В промышленности по производству сахарного тростника органические отходы обычно сжигаются в процессе когенерации электроэнергии . При загрязнении хлоридами эти отходы горят, выделяя в атмосферу хлористый метил. [12]
Межзвездные обнаружения
[ редактировать ]Хлорметан был обнаружен в маломассивной протозвездной двойной системе класса 0 с помощью IRAS 16293–2422 Большой миллиметровой решетки Атакамы (ALMA). Он также был обнаружен в комете 67P/Чурюмова-Герасименко (67P/CG) с помощью орбитального спектрометра для ионного и нейтрального анализа Rosetta (ROSINA) на космическом корабле Rosetta . [13] Обнаружения показывают, что хлорметан может образовываться в регионах звездообразования до того, как образуются планеты или жизнь. [ нужна ссылка ]
Производство
[ редактировать ]Хлорметан был впервые синтезирован французскими химиками Жаном-Батистом Дюма и Эженом Пелиго в 1835 году путем кипячения смеси метанола , серной кислоты и хлорида натрия . Этот метод является предшественником используемого сегодня, в котором используется хлористый водород . вместо серной кислоты и хлорида натрия [15]
Хлорметан получают в промышленных масштабах путем обработки метанола или соляной кислотой хлористым водородом в соответствии с химическим уравнением : [5]
- CH 3 OH + HCl → CH 3 Cl + H 2 O
Меньшее количество хлорметана получают при обработке смеси метана с хлором при повышенных температурах. Однако этот метод также дает более сильно хлорированные соединения, такие как дихлорметан , хлороформ и четыреххлористый углерод . По этой причине хлорирование метана обычно практикуется только тогда, когда желательны и другие продукты. Этот метод хлорирования также приводит к одновременному образованию хлористого водорода, что создает проблему утилизации. [5]
- СН 4 + Cl 2 → СН 3 Cl + HCl
- CH 3 Cl + Cl 2 → CH 2 Cl 2 + HCl
- CH 2 Cl 2 + Cl 2 → CHCl 3 + HCl
- CHCl 3 + Cl 2 → CCl 4 + HCl
Распространение в окружающей среде
[ редактировать ]Большая часть хлористого метила, присутствующего в окружающей среде, в конечном итоге выбрасывается в атмосферу . После выброса в воздух время жизни этого вещества в атмосфере составляет около 10 месяцев с многочисленными естественными стоками, такими как океан, перенос в стратосферу, почву и т. д. [16] [17] [18]
С другой стороны, когда выделяемый метилхлорид попадает в воду, он быстро теряется в результате улетучивания . Период полураспада этого вещества с точки зрения улетучивания в реке, лагуне и озере составляет 2,1 часа, 25 часов и 18 дней соответственно. [19] [20]
Количество хлористого метила в стратосфере оценивается в 2 × 10 6 тонн в год, что составляет 20–25% от общего количества хлора, выбрасываемого в стратосферу ежегодно. [21] [22]
Использование
[ редактировать ]Этот раздел нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( февраль 2023 г. ) |
Крупномасштабное использование хлорметана осуществляется для производства диметилдихлорсилана и родственных кремнийорганических соединений . [5] Эти соединения возникают в результате прямого процесса . Соответствующие реакции (Me = CH 3 ):
- x MeCl + Si → Me 3 SiCl, Me 2 SiCl 2 , MeSiCl 3 , Me 4 Si 2 Cl 2 , ...
Диметилдихлорсилан (Me 2 SiCl 2 ) представляет особую ценность в качестве предшественника силиконов , но триметилсилилхлорид (Me 3 SiCl) и метилтрихлорсилан (MeSiCl 3 также ценны ).В меньших количествах используется в качестве растворителя при производстве бутилкаучука и при нефтепереработке .
Хлорметан используется в качестве метилирующего и хлорирующего агента, например, при производстве метилцеллюлозы . Он также используется во многих других областях: в качестве экстрагента для жиров , масел и смол , в качестве пропеллента и вспенивателя при производстве пенополистирола , в качестве местного анестетика , в качестве промежуточного продукта в производстве лекарств, в качестве носителя катализатора в низкотемпературная полимеризация , как жидкость для термометрического и термостатического оборудования, а также как гербицид .
Устаревшие приложения
[ редактировать ]Хлорметан был широко используемым хладагентом , но его использование было прекращено. Он был особенно опасен среди распространенных хладагентов 1930-х годов из-за сочетания токсичности, воспламеняемости и отсутствия запаха по сравнению с другими токсичными хладагентами, такими как диоксид серы и аммиак . [23] Хлорметан также когда-то использовался для производства присадок к бензину на основе свинца ( тетраметилсвинца ).
Безопасность
[ редактировать ]Вдыхание газообразного хлорметана вызывает эффекты на центральную нервную систему, аналогичные алкогольной интоксикации . TLV MAC составляет 50 частей на миллион, а такой же. Длительное воздействие может иметь мутагенные эффекты. [5]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к Запись в базе данных веществ ГЕСТИС Института охраны труда.
- ^ Международный союз теоретической и прикладной химии (2014). Номенклатура органической химии: Рекомендации ИЮПАК и предпочтительные названия 2013 . Королевское химическое общество . п. 1033. дои : 10.1039/9781849733069 . ISBN 978-0-85404-182-4 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям. «#0403» . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
- ^ Перейти обратно: а б «Метилхлорид» . Непосредственно опасные для жизни и здоровья концентрации (IDLH) . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
- ^ Перейти обратно: а б с д и Россберг, М.; Лендл, В.; Пфлайдерер, Г.; Тёгель, А.; Дреер, Э.Л.; Лангер, Э.; Рассартс, Х.; Кляйншмидт, П.; Страк, Х.; Кук, Р.; Бек, Ю.; Липпер, К.-А.; Торкельсон, Т.Р.; Лёзер, Э.; сумка, КК; Манн, Т. (2006). «Хлорированные углеводороды». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a06_233.pub2 . ISBN 3527306730 .
- ^ Гриббл, Гордон (2023). Кингхорн, А. Дуглас; Фальк, Хайнц; Гиббонс, Саймон; Асакава, Ёсинори; Лю, Цзи-Кай; Дирш, Верена М. (ред.). Природные галогенорганические соединения . Прогресс в химии органических природных продуктов. Швейцария: Природа Спрингера. ISBN 978-3-031-26629-4 .
- ^ Скаррат М.Г., Мур Р.М. (1996). «Производство метилхлорида и метилбромида в лабораторных культурах морского фитопланктона». Мар Чем . 54 (3–4): 263–272. Бибкод : 1996Март..54..263С . дои : 10.1016/0304-4203(96)00036-9 .
- ^ Скаррат М.Г., Мур Р.М. (1998). «Производство бромистого метила и хлористого метила в лабораторных культурах морского фитопланктона II». Мар Чем . 59 (3–4): 311–320. Бибкод : 1998Март..59..311С . дои : 10.1016/S0304-4203(97)00092-3 .
- ^ Латурнус Ф (2001). «Морские макроводоросли в полярных регионах как природные источники летучих органогалогенов». Environ Sci Pollut Res . 8 (2): 103–108. Бибкод : 2001ESPR....8..103L . дои : 10.1007/BF02987302 . ПМИД 11400635 . S2CID 570389 .
- ^ Перейти обратно: а б Ni X, Hager LP (1998). «Клонирование кДНК метилхлоридтрансферазы Batis maritima и очистка фермента» . Proc Natl Acad Sci США . 95 (22): 12866–71. Бибкод : 1998PNAS...9512866N . дои : 10.1073/pnas.95.22.12866 . ПМК 23635 . ПМИД 9789006 .
- ^ Ni X, Hager LP (1999). «Экспрессия Batis maritima метилхлоридтрансферазы в Escherichia coli » . Proc Natl Acad Sci США . 96 (7): 3611–5. Бибкод : 1999PNAS...96.3611N . дои : 10.1073/pnas.96.7.3611 . ПМК 22342 . ПМИД 10097085 .
- ^ Лоберт, Юрген; Кин, Виллиан; Йевич, Дженнифер (1999). «Глобальные выбросы хлора в результате сжигания биомассы: инвентаризация выбросов реактивного хлора» . Журнал геофизических исследований: Атмосфера . 104 (Д7): 8373–8389. Бибкод : 1999JGR...104.8373L . дои : 10.1029/1998JD100077 .
- ^ «ALMA и Rosetta обнаруживают фреон-40 в космосе» .
- ^ «ALMA и Rosetta обнаруживают фреон-40 в космосе - лихорадочные надежды на то, что молекула может быть маркером жизни» . eso.org . Проверено 3 октября 2017 г.
- ^ «Хлорметан» . Американское химическое общество . Проверено 13 мая 2022 г.
- ^ Фабиан П., Борчерс Р., Лейфер Р., Суббарайя Б.Х., Лал С., Бой М. (1996). «Глобальное стратосферное распределение галогенуглеродов». Атмосферная среда . 30 (11.10): 1787–1796. Бибкод : 1996AtmEn..30.1787F . дои : 10.1016/1352-2310(95)00387-8 .
- ^ Чжан В., Цзяо Ю., Чжу Р., Рью Р.К. (2020). «Производство и потребление метилхлорида и метилбромида в почвах прибрежной антарктической тундры, подверженных деятельности морских животных». Экологические науки и технологии . 54 (20): 13354–13363. Бибкод : 2020EnST...5413354Z . doi : 10.1021/acs.est.0c04257 . ПМИД 32935983 . S2CID 221745138 .
- ^ Карпентер Л.Дж., Рейманн С., Беркхолдер Дж.Б., Клербо С., Холл Б.Д., Хоссаини Р., Лаубе Дж.К., Ивон-Льюис С.А. (2014). «Обновленная информация об ОРВ и других газах, представляющих интерес для Монреальского протокола» . ВМО (Всемирная метеорологическая организация), Научная оценка разрушения озона: 2014 г., Глобальный проект исследования и мониторинга озона .
- ^ Лайман, Уоррен ; Розенблатт, Дэвид ; Рил, Уильям (1982). Справочник по методам оценки химических свойств . МакГроу-Хилл. ISBN 9780070391758 .
- ^ Агентство по регистрации токсичных веществ и заболеваний (1990). Токсикологический профиль хлорметана . Агентство по регистрации токсичных веществ и заболеваний (США). ПМИД 38412209 .
- ^ Борчерс Р., Гунавардена Р., Расмуссен Р.А. (1994). «Долгосрочная тенденция отдельных галогенированных углеводородов» . Озон в тропосфере и стратосфере . НАСА: 259–262. 19950004240.
- ^ Крутцен П.Дж., Гидель Л.Т. (1983). «Тропосферный баланс антропогенных хлоруглеродов CO, CH4, CH3Cl и влияние различных источников NOx на тропосферный озон». Журнал геофизических исследований . 88 : 6641–6661. дои : 10.1029/JC088iC11p06641 .
- ^ https://archive.org/details/sim_consumer-reports_1936-07_1_3/page/5/mode/1up Отчеты Союза потребителей , Vol. 1, № 3, июль 1936 г., с. 5.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Международная карта химической безопасности 0419
- Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям. «#0403» . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
- Технический паспорт на inchem.org
- Токсикологическая информация
- Информация о хлорметане
- Краткий международный документ химической оценки 28 по хлорметану
- Сводки и оценки IARC, том. 71 (1999)
- Олигшлегер и др. (2020). Хлорметаны. В Энциклопедии промышленной химии Ульмана. doi:10.1002/14356007.a06_233.pub4