Акролеин - Acrolein

Не путать с Пропанол, Ацилоин, или Пропанал.
Акролеин
Акролеин-2D.png
Акролеин-3D-шары.png
Акролеин-3D-vdW.png
Имена
Название ИЮПАК
Проп-2-енал
Другие имена
Акральдегид[1]
Акриловый альдегид[1]
Аллил Альдегид[1]
Этиленовый альдегид
Акрилальдегид[1]
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
ЧЭБИ
ЧЭМБЛ
ChemSpider
ECHA InfoCard100.003.141 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
  • 203-453-4
КЕГГ
Номер RTECS
  • AS1050000
UNII
Номер ООН1092
Свойства
C3ЧАС4О
Молярная масса56.064 г · моль−1
ВнешностьОт бесцветной до желтой жидкости. Бесцветный газ в дыму.
ЗапахРаздражает
Плотность0,839 г / мл
Температура плавления -88 ° С (-126 ° F, 185 К)
Точка кипения 53 ° С (127 ° F, 326 К)
Заметно (> 10%)
Давление газа210 мм рт. Ст.[1]
Опасности[3]
Основной опасностиСильно ядовитый. Вызывает сильное раздражение открытых мембран. Чрезвычайно легковоспламеняющаяся жидкость и пар.
Паспорт безопасностиПаспорт безопасности данных JT Baker
Пиктограммы GHSGHS02: ЛегковоспламеняющийсяGHS05: КоррозийныйGHS06: ТоксичноGHS09: Опасность для окружающей среды
Сигнальное слово GHSОпасность
H225, H300, H311, H314, H330, H400, H410
P210, P233, P240, P241, P242, P243, P260, P264, P270, P271, P273, P280, P284, P301 + 310, P301 + 330 + 331, P302 + 352, P303 + 361 + 353, P304 + 340, P305 + 351 + 338, P310, P312, P320, P321, P322, P330
NFPA 704 (огненный алмаз)
точка возгорания -26 ° С (-15 ° F, 247 К)
278 ° С (532 ° F, 551 К)
Пределы взрываемости2.8-31%[1]
Смертельная доза или концентрация (LD, LC):
875 частей на миллион (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 частей на миллион (крыса, 30 мин)[2]
674 частей на миллион (кошка, 2 часа)[2]
NIOSH (Пределы воздействия на здоровье в США):
PEL (Допустимо)
TWA 0,1 частей на миллион (0,25 мг / м3)[1]
REL (Рекомендуемые)
TWA 0,1 частей на миллион (0,25 мг / м3) ST 0,3 частей на миллион (0,8 мг / м3)[1]
IDLH (Непосредственная опасность)
2 частей на миллион[1]
Родственные соединения
Родственные алкеналы
Кротоновый альдегид

СНГ-3-гексенал
(E,E) -2,4-декадиеналь

Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
проверятьY проверить (что проверятьY☒N ?)
Ссылки на инфобоксы

Акролеин (ə-krōʹ-lē-ĭn, систематическое название: пропенал) является самым простым ненасыщенный альдегид. Это бесцветная жидкость с резким резким запахом. Запах жженого жира (как при растительное масло нагревается до его точка дыма ) вызвано глицерин в сжигаемом жире, распадающемся на акролеин. Производится промышленным способом из пропилен и в основном используется как биоцид и строительный блок для других химических соединений, таких как аминокислота метионин.

История

Акролеин был впервые назван и охарактеризован как альдегид шведским химиком. Йенс Якоб Берцелиус в 1839 г. Он работал с ним как с продуктом термического разложения глицерин, материал, используемый при производстве мыла. Название представляет собой сокращение от «едкий» (относится к его резкому запаху) и «олеум» (относится к его маслянистой консистенции). В ХХ веке акролеин стал важным промежуточным звеном в промышленном производстве акриловая кислота и акриловые пластики.[4]

Производство

Акролеин получают в промышленных масштабах путем окисления пропен. В этом процессе в качестве источника кислорода используется воздух и требуется оксиды металлов так как гетерогенные катализаторы:[5]

CH2CHCH3 + O2 → CH2CHCHO + H2О

Таким способом ежегодно производится около 500 000 тонн акролеина в Северной Америке, Европе и Японии. Кроме того, все акриловая кислота образуется в результате кратковременного образования акролеина.[6][7] Фактически, основная проблема заключается в переокислении, конкурирующем с этой кислотой. Пропан представляет собой многообещающее, но сложное сырье для синтеза акролеина (и акриловой кислоты).

Когда глицерин (также называемый глицерином) нагревается до 280 ° C, он разлагается на акролеин:

(CH2ОЙ)2CHOH → CH2= CHCHO + 2 H2О

Этот способ является привлекательным, когда глицерин совместно образуется при производстве биодизеля из растительных масел или животных жиров. Было продемонстрировано обезвоживание глицерина, но оно не оказалось конкурентоспособным по сравнению с методом из нефтехимия.[8]

Нишевые или лабораторные методы

Первоначальный промышленный путь получения акролеина, разработанный Degussa, включает конденсацию формальдегид и ацетальдегид:

HCHO + CH3CHO → CH2= CHCHO + H2О

Акролеин также может быть произведен в лабораторных условиях путем реакции бисульфат калия на глицерине (глицерине).[9]

Реакции

Акролеин - относительно электрофильный соединение и реактивное, отсюда его высокая токсичность. Это хорошо Майкл акцептор, отсюда его полезная реакция с тиолами. Он образует ацетали охотно, видным из них является спироцикл полученный из пентаэритрит, диаллилиденпентаэритритол. Акролеин участвует во многих Реакции Дильса-Альдера, даже с собой. По реакции Дильса-Альдера он является предшественником некоторых коммерческих ароматов, в том числе лирал, норборнен -2-карбоксальдегид и мирковский альдегид.[5] Мономер 3,4-эпоксициклогексилметил-3 ’, 4’-эпоксициклогексанкарбоксилат также производится из акролеина через посредство тетрагидробензальдегид.

Использует

Биоцид

Акролеин в основном используется как контактный гербицид для борьбы с погруженными и плавающими сорняками, а также водорослями в ирригационных каналах. Он используется на уровне 10 ppm в оросительной и оборотной воде. В нефтегазовой промышленности он используется как биоцид в буровых водах, а также как поглотитель сероводорода и меркаптаны.[5]

Химический прекурсор

Ряд полезных соединений получают из акролеина, используя его бифункциональность. Аминокислота метионин производится путем добавления метантиол за которым следует Синтез Стрекера. Акролеин конденсируется с ацетальдегидом и аминами с образованием метилпиридины. Также считается, что это промежуточное звено в Синтез Скраупа хинолинов, но редко используется как таковой из-за его нестабильности.[нужна цитата ]

Акролеин полимеризуется в присутствии кислорода и в воде при концентрациях выше 22%. Цвет и текстура полимера зависят от условий. Со временем он полимеризуется сам с собой, образуя прозрачное твердое вещество желтого цвета. В воде он образует твердый пористый пластик.[нужна цитата ]

Акролеин иногда используют в качестве фиксатора при приготовлении биологических образцов для электронная микроскопия.[10]

Риск для здоровья

Акролеин токсичен и сильно раздражает кожу, глаза и носовые ходы.[5] Основным метаболическим путем акролеина является алкилирование из глутатион. В КТО предполагает «переносимое пероральное потребление акролеина» 7,5 мкг в день на 1 кг массы тела. Хотя акролеин встречается в жареный картофель, уровни составляют всего несколько мкг на кг.[11] В ответ на профессиональное воздействие акролеина США Управление по охране труда установил допустимый предел воздействия при 0,1 частей на миллион (0,25 мг / м3) по восьмичасовому средневзвешенному значению.[12] Акролеин действует иммунодепрессивно и может способствовать развитию регуляторных клеток,[13] тем самым предотвращая возникновение аллергии, с одной стороны, но также увеличивая риск рака.

Акролеин был идентифицирован как одно из химических веществ, участвующих в Токсическое загрязнение реки Ким Ким 2019 инцидент.[14]

Сигаретный дым

Между газообразным акролеином в дыме от табачные сигареты и риск рак легких.[15] Что касается «неканцерогенного фактора здоровья» компонентов сигаретного дыма, доминирует акролеин, вклад которого в 40 раз больше, чем у следующего компонента, цианистый водород.[16] Содержание акролеина в сигаретном дыме зависит от типа сигареты и добавок. глицерин, что составляет до 220 мкг акролеина на сигарету.[17][18] Важно отметить, что, хотя концентрацию компонентов в основном потоке дыма можно снизить с помощью фильтров, это не оказывает значительного влияния на состав побочного дыма, в котором обычно находится акролеин и который вдыхается пассивное курение.[19][20] Электронные сигареты при обычном использовании генерируют только «незначительные» уровни акролеина (менее 10 мкг «на затяжку»).[21][22]

Метаболит химиотерапии

Циклофосфамид и ифосфамид лечение приводит к производству акролеина.[23] Акролеин, вырабатываемый во время лечения циклофосфамидом, накапливается в мочевом пузыре и, если его не лечить, может вызвать геморрагический цистит.

аналитические методы

«Акролеиновый тест» предназначен для выявления глицерин или жиры. Образец нагревается бисульфат калия, и акролеин высвобождается, если тест положительный. Когда жир сильно нагревается в присутствии дегидратирующего агента, такого как бисульфат калия (ХСО
4), глицериновая часть молекулы дегидратируется с образованием ненасыщенного альдегид, акролеин (CH2= CH – CHO), имеющий запах, характерный для пригоревшего кулинарного жира. Существуют более современные методы.[11]

В США методы 603 и 624.1 EPA разработаны для измерения акролеина в промышленных и муниципальных Сточные Воды потоки.[24][25]

использованная литература

  1. ^ а б c d е ж г час я Карманный справочник NIOSH по химической опасности. "#0011". Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  2. ^ а б «Акролеин». Немедленно опасные для жизни и здоровья концентрации (IDLH). Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  3. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2015-04-02. Получено 2015-03-26.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (ссылка на сайт)
  4. ^ Ян Ф. Стивенс и Клаудия С. Майер, «Акролеин: источники, метаболизм и биомолекулярные взаимодействия, имеющие значение для здоровья и болезней человека», Mol Nutr Food Res. 2008 Янв; 52 (1): 7–25.
  5. ^ а б c d Дитрих Арнц; Ахим Фишер; Матиас Хёпп; и другие. (2012). «Акролеин и метакролеин». Энциклопедия промышленной химии Ульмана. Вайнхайм: Wiley-VCH. Дои:10.1002 / 14356007.a01_149.pub2.
  6. ^ Науманн д'Алнонкур, Рауль; Чепеи, Ленард-Иштван; Хэвекер, Майкл; Girgsdies, Франк; Schuster, Manfred E .; Шлёгль, Роберт; Траншке, Аннетт (2014). «Реакционная сеть при окислении пропана на фазово-чистых оксидных катализаторах MoVTeNb M1» (PDF). Журнал катализа. 311: 369–385. Дои:10.1016 / j.jcat.2013.12.008. HDL:11858 / 00-001M-0000-0014-F434-5. Архивировано из оригинал (PDF) на 2016-02-15. Получено 2017-12-26.
  7. ^ Хэвекер, Майкл; Врабец, Сабина; Кронерт, Ютта; Чепеи, Ленард-Иштван; Науманн д'Алнонкур, Рауль; Коленько, Юрий В .; Girgsdies, Франк; Шлёгль, Роберт; Траншке, Аннетт (2013). «Химия поверхности фазово-чистого оксида M1 MoVTeNb при работе с селективным окислением пропана до акриловой кислоты» (PDF). Журнал катализа. 285: 48–60. Дои:10.1016 / j.jcat.2011.09.012. HDL:11858 / 00-001M-0000-0012-1BEB-F. Архивировано из оригинал (PDF) на 2016-10-30. Получено 2017-12-26.
  8. ^ Мартин, Андреас; Армбрустер, Удо; Атия, Ханан (2012). «Последние разработки в дегидратации глицерина в сторону акролеина по сравнению с гетерополикислотами». Европейский журнал липидной науки и технологий. 114 (1): 10–23. Дои:10.1002 / ejlt.201100047.
  9. ^ Гомер Адкинс; В. Хартунг (1926). «Акролеин». Органический синтез. 6: 1. Дои:10.15227 / orgsyn.006.0001.; Коллективный объем, 1, п. 15
  10. ^ М. Дж. Дикстра, Л. Е. Ройсс (2003). Биологическая электронная микроскопия: теория, методы и устранение неисправностей. Springer. ISBN  0-306-47749-1.
  11. ^ а б Авраам, Клаус; Андрес, Сюзанна; Палавинскас, Ричард; Берг, Катарина; Appel, Klaus E .; Лампен, Альфонсо (2011). «Токсикология и оценка риска акролеина в продуктах питания». Мол. Nutr. Еда Res. 55: 1277–1290. Дои:10.1002 / mnfr.201100481.
  12. ^ CDC - Карманный справочник NIOSH по химической опасности
  13. ^ Рот-Вальтер, Франциска; Бергмайр, Корнелия; Мейц, Сара; Бухлейтнер, Стефан; Стремницер, Кэролайн; Фазекас, Юдит; Московских, Анна; Мюллер, Марио А .; Рот, Георг А .; Манзано-Салаи, Кристина; Дворжак, Зденек; Нойнкирхнер, Алина; Дженсен-Яролим, Эрика (2017). «Акролеин с лицом Януса предотвращает аллергию, но ускоряет рост опухоли за счет стимулирования иммунорегуляторных клеток Foxp3 +: модель на мышах для пассивного респираторного воздействия». Научные отчеты. 7: 45067. Bibcode:2017НатСР ... 745067R. Дои:10.1038 / srep45067. ЧВК  5362909. PMID  28332605.
  14. ^ Тара Тиагараджан (15 марта, 2019). «В реке Ким Ким в Пасир Гуданге было обнаружено 8 химических веществ, вот что они собой представляют». Мир Buzz.
  15. ^ Feng, Z; Ху В; Hu Y; Тан М. (октябрь 2006 г.). «Акролеин является основным агентом рака легких, связанным с сигаретами: предпочтительное связывание в горячих точках мутации p53 и ингибирование репарации ДНК». Труды Национальной академии наук. 103 (42): 15404–15409. Bibcode:2006PNAS..10315404F. Дои:10.1073 / pnas.0607031103. ЧВК  1592536. PMID  17030796.
  16. ^ Осман, Ханс-Юрген (2012). «Использование индексов опасности для теоретической оценки состава сигаретного дыма». Chem. Res. Токсикол. 25: 794–810. Дои:10.1021 / tx200536w.
  17. ^ Daher, N; Салех, Р; Джаруди, Э; Sheheitli, H; Бадр, Т; Сепетджян, Э; Аль Рашиди, М; Saliba, N; Шихадех, А (январь 2010 г.). «Сравнение выбросов канцерогенов, окиси углерода и ультратонких частиц от кальяна наргиле и курения сигарет: измерения побочного дыма и оценка факторов выбросов вторичного дыма». Атмос Энвирон. 44 (1): 8–14. Bibcode:2010AtmEn..44 .... 8D. Дои:10.1016 / j.atmosenv.2009.10.004. ЧВК  2801144. PMID  20161525.
  18. ^ Херрингтон, Дж. С.; Майерс, С. (2015). «Решения для электронных сигарет и полученные профили аэрозолей». J Хроматограф A. 1418: 192–9. Дои:10.1016 / j.chroma.2015.09.034. PMID  26422308.
  19. ^ Блэр, SL; Эпштейн, С.А.; Низкородов С.А.; Стаймер, Н. (2015). «Исследование выбросов ЛОС и твердых частиц в режиме реального времени с помощью быстродействующих трубок из электронных, потенциально вредных, обычных и эталонных сигарет». Аэрозоль Sci Technol. 49 (9): 816–827. Bibcode:2015АэрСТ..49..816Б. Дои:10.1080/02786826.2015.1076156. ЧВК  4696598. PMID  26726281.
  20. ^ Сопори, М. (май 2002 г.). «Влияние сигаретного дыма на иммунную систему». Nat. Преп. Иммунол. 2 (5): 372–7. Дои:10.1038 / nri803. PMID  12033743.
  21. ^ Макнил, А, Южная Каролина (2015). «Электронные сигареты: новые данные. Отчет подготовлен Министерством здравоохранения Англии» (PDF). www.gov.uk. Великобритания: Общественное здравоохранение Англии. п. 76–78. Получено 20 августа 2015.
  22. ^ Слейман, М (2016). «Выбросы электронных сигарет: основные параметры, влияющие на выброс вредных химических веществ». Экологические науки и технологии. 50 (17): 9644–9651. Bibcode:2016EnST ... 50.9644S. Дои:10.1021 / acs.est.6b01741. PMID  27461870.
  23. ^ Paci, A; Rieutord, A; Guillaume, D; и другие. (Март 2000 г.). «Количественное определение акролеина в плазме с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии после дериватизации с люминарином 3». Журнал хроматографии B. 739 (2): 239–246. Дои:10.1016 / S0378-4347 (99) 00485-5. PMID  10755368.
  24. ^ Приложение A к Части 136 «Методы органического химического анализа городских и промышленных сточных вод, метод 603 - акролеин и акрилонитрил»>
  25. ^ Метод 624.1 - Очистка методом ГХ-МС>