Изобутилен оксид, известен също като 1, 2- епоксисобутан или 2, 2- диметилоксиран, е безцветна и прозрачна течност при нормални условия. Той принадлежи към семейството на епоксиди, характеризиращо се с високо ниво на химическа реактивност поради структурата на епоксидния си пръстен. Това съединение държи CAS номер на 558-30-5 и има молекулна формула C4H8O, с молекулно тегло 72.11 g/mol. Той е широко признат като важен органичен междинен продукт при различни химични реакции и промишлени процеси. Неговият реактивен епоксиден пръстен улеснява образуването на различни функционални групови съединения чрез реакции, отварящи пръстени, както при киселинни, така и при алкални условия. Например, той може да реагира с хидроксилни съединения, за да образува глицидилови етери, които могат допълнително да претърпят реакции на обмен на етер или добавяне на полимери на базата на полиетер.
|
|
|
|
Химическа формула |
C4H8O |
|
Точна маса |
72.06 |
|
Молекулно тегло |
72.11 |
|
m/z |
72.06 (100.0%), 73.06 (4.3%) |
|
Елементарен анализ |
C, 66.63; H, 11.18; O, 22.19 |
Ключова роля:
- Служи като решаващ органичен междинен продукт в синтеза на сложни органични съединения. Силно реактивният му епоксиден пръстен му позволява да претърпи различни химични реакции, включително реакции, отварящи пръстени, да образува разнообразни функционални групови съединения.
Приложения:
- Синтез на полиетер: Използва се широко в синтеза на полиерерни съединения. Глицидиловите етери, образувани чрез реакцията му с хидроксилни съединения, могат да претърпят по-нататъшни реакции за получаване на полимери на базата на полиетери, които намират приложения в различни индустрии като покрития, лепила и еластомери.
- Фармацевтични междинни продукти: Той също така допринася за синтеза на междинни продукти и активни фармацевтични съставки (API) във фармацевтичната индустрия.
Производство на полиетер:
- Играе значителна роля в производството на полиетерни полиоли, които са основни компоненти в производството на полиуретани. Полиуретаните се използват широко в индустрията на автомобилната, строителството, мебелите и уредите поради отличните си имоти като издръжливост, гъвкавост и устойчивост на износване.
- Химическа суровина: Може да се използва като суровина при производството на други химикали и материали, използвайки високата му реактивност и гъвкавост.
- Изследвания и развитие: Поради уникалните си химични свойства, той се използва и в дейностите по научни изследвания и развитие, особено в областта на органичната химия и материалите.
Ключова роля в производството на полиетер
Политерите са клас полимери, характеризиращи се с техните етерни връзки (COC връзки) в гръбнака. Обикновено се синтезират чрез полимеризация на звънене на епоксиди, като пропилен оксид или тетрахидрофуран. Политерите проявяват отлични свойства като нисък вискозитет, добра гъвкавост и висока устойчивост, което ги прави идеални за широк спектър от приложения. Те обикновено се използват като полиоли в производството на полиуретани, които намират употреби в пени, еластомери, покрития, лепила и уплътнители. Политерите се използват и при производството на почистващи препарати, смазочни материали и продукти за лична хигиена поради тяхната разтворимост и повърхностно активни свойства.
Полиуретаните (PU) са универсални полимери, известни със своята изключителна сила, издръжливост и гъвкавост. Те се синтезират чрез реагиране на полиоли с изоцианати, често в присъствието на катализатори и добавки. PU се използват широко в пени за мебели, постелки и изолация; еластомери за гуми, колани и маркучи; покрития за подове, стени и автомобилни части; и лепила за свързване на различни материали. Техните уникални имоти ги правят задължителни в множество индустрии, повишавайки производителността на продукта и издръжливостта.
Той служи като решаващ междинен продукт в синтеза на полиетерни полиоли. Тези полиоли са олигомери или полимери, съдържащи етерни връзки (COC връзки) в гръбнака си, обикновено се получава чрез полимеризация на отваряне на пръстена на епоксиди катоизобутилен оксид.
Реактивният епоксиден пръстен претърпява полимеризация на отваряне на пръстена при подходящи условия, обикновено катализиран от метални алкоксиди или други инициатори. Този процес води до образуване на полиерерни вериги с контролирани молекулни тегла и функционалност.
Съотношението към други мономери и условията на полимеризация могат значително да повлияят на свойствата на получените полиетър полиоли. Например, степента на полимеризация определя вискозитета и молекулното тегло на полиета, което от своя страна влияе върху физическите и механичните свойства на крайния полиуретанов продукт.
Полиетерите, произведени с помощта на него, показват отлични свойства като нисък вискозитет, добра гъвкавост и висока устойчивост. Тези свойства ги правят подходящи за широка гама от полиуретанови приложения, включително пени, еластомери, покрития, лепила и уплътнители.
Въпреки че производството наизобутилен оксидИ използването му в синтеза на полиетер включва химически процеси, съвременните производствени техники имат за цел да сведат до минимум отпадъците и генерирането на странични продукти. Освен това, рециклируемостта и биоразградимостта на полиуретаните, направени от полиетери полиоли, са важни съображения при тяхното въздействие върху околната среда.
Методи за синтез
Директно окисляване на изобутилен
Описание
Най -директният метод включва окисляването на изобутилен с помощта на подходящ окислител. Тази реакция обикновено се проявява в присъствието на катализатор, което улеснява процеса на окисляване.
Процес
- Суровина: Изобутиленът е основната суровина за тази реакция.
- Окислител: Използваните обикновени окислители включват водороден пероксид, кислород или органични перациди.
- Катализатор: Катализатори като метални оксиди, зеолити или йонни течности могат да бъдат използвани за повишаване на ефективността и селективността на реакцията на окисляване.
- Реакционни условия: Реакцията обикновено се провежда при умерени температури и налягания, с внимателен контрол на реакционните условия за оптимизиране на добива и чистотата на продукта.
Предимства
- Директно и ефективно преобразуване на изобутилен в продукта.
- Потенциал за високи добиви на продукта и чистота.
Предизвикателства
- Оптимизирането на реакционните условия и избора на катализатор е от решаващо значение за постигане на желаните резултати.
- Съображения за безопасност, свързани с обработката на окислители и катализатори.
Епоксидация на изобутен
Описание:
Алтернативен път към него включва епоксидирането на изобутен, тясно свързано съединение с изобутилен. В този процес изобутенът се преобразува вИзобутилен оксидчрез каталитична реакция на епоксидация.
Процес:
- Суровина: Isobutene е изходният материал за тази реакция.
- Катализатор: Епоксидационни катализатори, като титан-силикалит (TS -1) или базирани на молибден катализатори, се използват за насърчаване на образуването на епоксидния пръстен.
- Окислител: Водороден пероксид или молекулен кислород могат да служат като окислител в тази реакция.
- Реакционни условия: Условията на реакцията, включително температура, налягане и разтворител, се контролират внимателно, за да се увеличи максимално добивът и селективността на продукта.
Предимства:
- Предлага алтернативен маршрут към продукта, използвайки Isobutene като суровина.
- Каталитичните епоксидационни реакции могат да бъдат силно селективни и ефективни.
Предизвикателства:
- Наличието и цената на изобутен може да повлияят на осъществимостта на този маршрут.
- Дизайнът и оптимизацията на катализатора са от решаващо значение за постигане на високи добиви и чистота.
Какви са страничните ефекти на това съединение?
Това съединение, като важен органичен междинен продукт, има широк спектър от приложения в химическия синтез и индустриалното производство. Въпреки това, той също има сигурна токсичност и опасност, които могат да имат странични ефекти върху човешкото здраве и околната среда. По -долу е подробен анализ на неговите странични ефекти:
1. Ефекти от страна на човека върху човешкото здраве
Остра токсичност
Има висока остра токсичност, причинявайки главно вреда на човешкото тяло чрез вдишване, контакт с кожата и поглъщане.
Вдишване: Вдишването на тази пара може да причини респираторно дразнене, което води до симптоми като кашлица, затруднено дишане и стегнатост на гърдите. При високи концентрации може да причини задушаване или отравяне, което води до симптоми на централна нервна система като замаяност, главоболие, гадене, повръщане и замъглено съзнание и в тежки случаи дори да застрашава живота.
Остра токсичност
Контакт на кожата: Той има силно дразнене и корозивност към кожата. Контактът може да причини зачервяване на кожата, болка, изгаряния и в тежки случаи увреждане на кожата като мехури и язви. Дългосрочната или многократната експозиция може да доведе до възпаление на кожата, алергични реакции или рак на кожата.
Поглъщане: Неправилното поглъщане може да причини стомашно -чревна ерозия, което води до симптоми като гадене, повръщане, коремна болка и диария. В тежки случаи това може да доведе до стомашно -чревно кървене, перфорация или некроза и дори да застраши живота.
Хронична токсичност
Дългосрочната експозиция може да доведе до хронично отравяне и увреждане на множество системи в човешкото тяло.
Нервна система: Дългосрочната експозиция може да причини увреждане на нервната система, което води до симптоми като главоболие, замаяност, загуба на памет и липса на концентрация. В тежки случаи това може да доведе до неврастения, енцефалопатия и т.н.
Дихателна система: Дългосрочното вдишване на пари може да доведе до хронично възпаление на дихателните пътища, което води до симптоми като кашлица, производство на храчки и затруднено дишане. В тежки случаи това може да доведе до респираторни заболявания като емфизем и белодробна фиброза.
Хронична токсичност
Храносмилателна система: Дългосрочната експозиция може да причини увреждане на храносмилателната система, което води до симптоми като загуба на апетит, гадене, повръщане и болка в корема. В тежки случаи това може да доведе до храносмилателни системни заболявания като гастрит и стомашни язви.
Репродуктивна система: Може да има токсични ефекти върху репродуктивната система, влияещо върху плодовитостта и здравето на плода. Дългосрочната експозиция може да доведе до намаляване на броя на сперматозоидите и качеството на мъжете, както и до менструалните разстройства и безплодие при жените.
Алергични реакции
Някои хора могат да имат алергични реакции към него, проявени като зачервяване на кожата, сърбеж, обрив и други симптоми. В тежки случаи това може да доведе до анафилактичен шок, който е животозастрашаващ.
2. Рейс ефекти върху околната среда
Замърсяване на въздуха
Това вещество е летливо и може да образува вреден фотохимичен смог, когато се пуска във въздуха, представлявайки заплаха за респираторната система на човека и околната среда. Вредните вещества във фотохимичния смог, като озон и пероксиацетил нитрат, могат да раздразнят дихателните пътища и да причинят симптоми като кашлица и затруднено дишане. Междувременно тези вредни вещества могат също да навредят на листата на растенията, засягащи фотосинтезата и растежа на растенията.
Замърсяване на водата
Разтворимо във вода, веднъж изтичащ във водни тела, това може да причини токсичност на водните организми и да навреди на водните екосистеми. Това може да попречи на дишането на водните организми, което води до тяхната смърт. Междувременно той може също да замърси източниците на питейна вода чрез системи за подземни води, представлявайки заплаха за човешкото здраве.
Замърсяване на почвата
Остатъкът му в почвата може да има отрицателно въздействие върху почвените микроорганизми и растения. Той може да инхибира активността на почвените микроорганизми, влияещи върху плодородието на почвата и екологичния баланс. В същото време той може да бъде погълнат и от растенията и да влезе в човешкото тяло през хранителната верига, представлявайки потенциални опасности за човешкото здраве.
3. Безопасни мерки за използване и защитни
Безопасна употреба
Когато използвате, трябва да се спазват стриктно процедурите за работа по безопасност, за да се гарантира безопасността на персонала и околната среда.
Той трябва да се използва в добре вентилирана среда, за да се избегне продължителното вдишване на пара.
Избягвайте директен контакт с кожата и носете подходящи защитни дрехи, ръкавици и щитове за лице, когато използвате.
Измийте ръцете и лицето незабавно след употреба, за да избегнете дразнене на кожата, причинено от остатъци.
Съхранение и транспортиране
Това вещество трябва да се съхранява на хладно, добре вентилирано място, далеч от източници на огън и топлина.
Контейнерът за съхранение трябва да бъде добре запечатан, за да се предотврати изтичане и изпаряване.
По време на транспортирането трябва да се предприемат мерки за изтичане на изтичане, за да се осигури безопасен транспорт.
Транспортните превозни средства трябва да бъдат оборудвани със съответното оборудване за борба с пожар и оборудване за аварийно реагиране.
Аварийна реакция
След като се появи изтичане или злополука, трябва да се предприемат аварийни мерки, като например евакуиращ персонал, отрязване на източника на пожар и използване на подходящо оборудване за пожар, за да гаси пожара. Изтичащият материал трябва да бъде незабавно адсорбиран с адсорбентни материали като пясък и активен въглерод и събран в контейнер за правилно изхвърляне. Персоналът, който влиза в контакт с изтичащи материали, трябва незабавно да премахне замърсеното облекло, да изплакне кожата си с много вода и да потърси медицинска помощ възможно най -скоро. Ако пациентът случайно вдишва пари, те трябва незабавно да бъдат преместени на чист въздух, да поддържат дихателните си пътища чисти и да потърсят медицинска помощ възможно най -скоро.
Опазване на околната среда
Трябва да се предприемат ефективни мерки, за да се предотврати изтичането му в околната среда по време на употреба и обработка. Течовете трябва да се събират и правилно да се изхвърлят навреме, за да се избегне замърсяването на околната среда. Изхвърленото вещество трябва да бъде предадено на професионална организация за безобидно лечение.
4. Правнически разпоредби и надзор
За да се гарантира безопасността на здравето и околната среда на човека, правителствата и съответните институции по света са формулирали поредица от закони, разпоредби и регулаторни мерки за ограничаване на производството, използването и емисиите.
Лиценз за производство: Производствените предприятия трябва да получат съответния лиценз за производство и да спазват съответните регламенти за производство на безопасност.
Ограничения за използване: В определени области и индустрии използването на това съединение е ограничено или забранено.
Стандарти за емисиите: Създадени са строги стандарти за емисии, които изискват предприятията строго да контролират концентрацията и количеството на емисиите си.
Регулаторни мерки: Правителството и съответните агенции редовно контролират и инспектират производствените предприятия, за да гарантират тяхното спазване на съответните закони, разпоредби и регулаторни изисквания.
Популярни тагове: Isobutylene Oxide CAS 558-30-5, доставчици, производители, фабрика, на едро, купуване, цена, насипно състояние, за продажба