Эпихлоргидрин - Epichlorohydrin

(±) -Эпихлоргидрин[1]
Скелетная структура эпихлоргидрина
R-эпихлоргидрин-расчет-MP2-3D-balls.png
(р) -Эпихлоргидрин
S-эпихлоргидрин-расчет-MP2-3D-balls.png
(S) -Эпихлоргидрин
Имена
Предпочтительное название IUPAC
2- (хлорметил) оксиран
Другие имена
(Хлорметил) оксиран
Эпихлоргидрин
1-хлор-2,3-эпоксипропан
γ-хлорпропилен оксид
Глицидилхлорид
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
79785
ЧЭБИ
ЧЭМБЛ
ChemSpider
ECHA InfoCard100.003.128 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
  • 203-439-8
164180
КЕГГ
Номер RTECS
  • TX4900000
UNII
Номер ООН2023
Характеристики
C3ЧАС5ClO
Молярная масса92,52 г / моль
Внешностьбесцветная жидкость
Запахчеснок или хлороформ -подобно
Плотность1,1812 г / см3
Температура плавления -25,6 ° С (-14,1 ° F, 247,6 К)
Точка кипения 117,9 ° С (244,2 ° F, 391,0 К)
7% (20 ° С)[2]
Давление газа13 мм рт. Ст. (20 ° C)[2]
Опасности
Паспорт безопасностиВнешний паспорт безопасности материалов
Пиктограммы GHSGHS02: ЛегковоспламеняющийсяGHS05: КоррозийныйGHS06: ТоксичноGHS07: ВредноGHS08: Опасность для здоровья
Сигнальное слово GHSОпасность
H226, H301, H311, H314, H317, H331, H350
P201, P202, P210, P233, P240, P241, P242, P243, P260, P261, P264, P270, P271, P272, P280, P281, P301 + 310, P301 + 330 + 331, P302 + 352, P303 + 361 + 353, P304 + 340, P305 + 351 + 338, P308 + 313, P310, P311
NFPA 704 (огненный алмаз)
точка возгорания 32 ° С (90 ° F, 305 К)
Пределы взрываемости3.8–21%[2]
Смертельная доза или концентрация (LD, LC):
3617 частей на миллион (крыса, 1 час)
2165 частей на миллион (крыса, 1 час)
250 частей на миллион (крыса, 8 часов)
244 частей на миллион (крыса, 8 часов)
360 частей на миллион (крыса, 6 часов)[3]
250 частей на миллион (крыса, 4 часа)[3]
NIOSH (Пределы воздействия на здоровье в США):
PEL (Допустимо)
TWA 5 частей на миллион (19 мг / м3) [кожа][2]
REL (Рекомендуемые)
Канцероген[2]
IDLH (Непосредственная опасность)
Ca [75 частей на миллион][2]
Если не указано иное, данные для материалов приводятся в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
проверитьY проверять (что проверитьY☒N ?)
Ссылки на инфобоксы

Эпихлоргидрин (сокращенно ECH) является хлорорганическое соединение и эпоксид. Несмотря на название, это не галогидрин. Это бесцветная жидкость с резким чесночным запахом, умеренно растворимая в воде, но смешивающийся с большинством полярный органический растворители.[4] Это хиральный молекула, обычно существующая как рацемическая смесь правшей и левшей энантиомеры. Эпихлоргидрин - очень реактивный электрофильный состав и используется в производстве глицерин, пластмассы, эпоксидные клеи и смолы, эпоксидные разбавители и эластомеры.

Производство

Эпихлоргидрин традиционно производится из аллилхлорид в два этапа, начиная с добавления хлорноватистая кислота, который представляет собой смесь двух изомерный спирты:[5][6]

Эпихлоргидрин-производство-step1-2D-skeletal.png

На втором этапе эта смесь обрабатывается основанием, чтобы эпоксид:

Эпихлоргидрин-производство-step2-2D-skeletal.png

Таким образом, ежегодно производится более 800 000 тонн (1997 г.) эпихлоргидрина.[7]

Глицериновые маршруты

Эпихлоргидрин был впервые описан в 1848 г. Марселлен Бертло. Соединение было выделено в ходе исследований реакций между глицерином и газообразным веществом. хлористый водород.[8]

Напоминая эксперимент Бертло, растения, производящие глицерин-эпихлоргидрин (GTE), были коммерциализированы. Эта технология основана на доступности дешевого глицерина из биотопливо обработка.[9] В процессе разработки Dow Chemical, глицерин подвергается двум реакции замещения при обработке хлористым водородом в присутствии карбоновая кислота катализатор. Это тот же промежуточный продукт, который образуется в процессе аллилхлорида / хлорноватистой кислоты, который затем аналогичным образом обрабатывается основанием с образованием эпихлоргидрина.[10]

GTE-Prozess.svg

Другие маршруты

Способы использования меньшего количества хлорированных промежуточных продуктов продолжают вызывать интерес. Один из таких процессов включает в себя эпоксидирование аллилхлорида.[11]

Приложения

Синтез глицерина и эпоксидных смол

Эпихлоргидрин в основном превращается в бисфенол А диглицидиловый эфир, строительный блок в производстве эпоксидные смолы.[12] Он также является предшественником мономеров для других смол и полимеров. Другое использование - преобразование в синтетический глицерин. Однако быстрое увеличение биодизель Производство, в котором глицерин является побочным продуктом, привело к избытку глицерина на рынке, что сделало этот процесс неэкономичным. Синтетический глицерин сейчас используется только в чувствительных фармацевтических и биотехнологических областях, где стандарты качества очень высоки.[13]

Второстепенные и нишевые приложения

Эпихлоргидрин - это универсальный предшественник в синтезе многих органических соединений. Например, он конвертируется в глицидилнитрат, энергетическое связующее, используемое во взрывчатых и метательных композициях.[14] Эпихлоргидрин реагирует с нитратом щелочного металла, таким как нитрат натрия, производящие глицидилнитрат и хлорид щелочного металла. Используется как растворитель для целлюлоза, смолы и краски, и он нашел применение в качестве фумиганта насекомых.[15]

Полимеры, изготовленные из эпихлоргидрина, например, полиамид-эпихлоргидриновые смолы, используются в армировании бумаги и в пищевой промышленности для производства чай сумки, кофе фильтры, оболочки для колбас и салями, а также очистка воды.[16]

Важным биохимическим применением эпихлоргидрина является его использование в качестве сшивающего агента для получения хроматографических смол с эксклюзионной хроматографией на сефадексе из декстранов.[17]

Безопасность

Эпихлоргидрин классифицируется несколькими международными исследовательскими организациями и группами в области здравоохранения как вероятный или вероятный канцероген для человека.[18][19][20] Длительное пероральное употребление высоких уровней эпихлоргидрина может привести к проблемам с желудком и повышенному риску рака.[21] Воздействие эпихлоргидрина при вдыхании на рабочем месте может привести к раздражению легких и повышению риска рака легких.[22]

Рекомендации

  1. ^ Индекс Merck, 12-е издание, 3648.
  2. ^ а б c d е ж Карманный справочник NIOSH по химической опасности. "#0254". Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  3. ^ а б «Эпихлоргидрин». Немедленно опасные для жизни и здоровья концентрации (IDLH). Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  4. ^ «Информационный бюллетень EPA для потребителей». Epa.gov. Получено 2011-12-02.
  5. ^ Браун, Г. (1936). «Эпихлоргидрин и эпибромогидрин». Органический синтез. 16: 30. Дои:10.15227 / orgsyn.016.0030.
  6. ^ Гюнтер Сиенель; Роберт Рит; Кеннет Т. Роуботтом. «Эпоксиды». Энциклопедия промышленной химии Ульмана. Вайнхайм: Wiley-VCH. Дои:10.1002 / 14356007.a09_531.
  7. ^ Людгер Крэлинг; Юрген Крей; Джеральд Якобсон; Иоганн Гролиг; Леопольд Микше. «Аллильные соединения». Энциклопедия промышленной химии Ульмана. Вайнхайм: Wiley-VCH. Дои:10.1002 / 14356007.a01_425.
  8. ^ Бертело, Марселлен (1854 г.). "Sur les combinaisons de la glycérine avec les acides et sur la synthèse des Principes immédiats des graisses animaux". Анна. Чим. Phys. Серия 3. 41: 216–319. Архивировано из оригинал на 2015-04-02. Получено 2015-03-02.
  9. ^ Дорис де Гусман (20 января 2011 г.). «Выращивание растений, превращающих глицерин в ЭХГ». ICIS Green Chemicals.
  10. ^ Белл, Брюс М .; Бриггс, Джон Р .; Кэмпбелл, Роберт М .; Chambers, Susanne M .; Gaarenstroom, Phil D .; Хипплер, Джеффри Дж .; Крюк, Брюс Д .; Кирнс, Кеннет; и другие. (2008). «Глицерин как возобновляемое сырье для производства эпихлоргидрина. Процесс GTE» (PDF). ЧИСТЫЙ - почва, воздух, вода. 36 (8): 657. Дои:10.1002 / clen.200800067. Архивировано из оригинал (перепечатка полного текста) на 2012-07-18. Получено 2012-03-05.
  11. ^ Цзюнь Ли, Гонгда Чжао, Шуан Гао, Ин Лв, Цзянь Ли и Цзувэй Си (2006). «Эпоксидирование аллилхлорида до эпихлоргидрина с помощью обратимого катализатора на носителе с H2O2 в условиях отсутствия растворителя». Орг. Процесс Res. Dev. 10 (5): 876–880. Дои:10.1021 / op060108k.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  12. ^ Pham, Ha Q .; Маркс, Морис Дж. (2012). «Эпоксидные смолы». Энциклопедия промышленной химии Ульмана. Вайнхайм: Wiley-VCH. Дои:10.1002 / 14356007.a09_547.pub2. ISBN  978-3527306732.
  13. ^ Тейлор, Фил (16 октября 2008 г.). «Синтетический глицерин вернулся (но никогда не исчез)!». Технолог в фармацевтике. Получено 29 ноябрь 2018.
  14. ^ Гулд, Р.Ф. Продвинутая химия топлива, ACS Chemistry Series 54, 1966 г.
  15. ^ «Лаборатории тестирования воды в пригородах: информационный бюллетень об эпихлоргидрине». H2otest.com. Архивировано из оригинал на 2012-04-05. Получено 2011-12-02.
  16. ^ «Химические вещества правительства Канады: оксиран, (хлорметил) - (эпихлоргидрин), регистрационный номер CAS 106-89-8». Получено 2013-05-07.
  17. ^ «GE Healthcare Life Sciences - инструкции для Sephadex Media». .gelifesciences.com. Архивировано из оригинал на 2012-02-18. Получено 2011-12-02.
  18. ^ «Интегрированная система информации о рисках EPA: эпихлоргидрин (CASRN 106-89-8)». Получено 2013-05-07.
  19. ^ «Правительство Канады: скрининговая оценка эпихлоргидрина». Получено 2013-05-07.
  20. ^ "Карманный справочник NIOSH по химической опасности - эпихлоргидрин". Получено 2013-09-20.
  21. ^ «Основная информация об эпихлоргидрине в питьевой воде». Получено 2013-05-07.
  22. ^ «Правительство Канады: скрининговая оценка эпихлоргидрина». Получено 2013-05-07.