Акролеин
| Акролеин | |
|---|---|
| | |
| Общие | |
| Систематическое наименование |
Проп-2-ен-1-аль |
| Традиционные названия | Акролеин, пропеналь, акрилальдегид |
| Хим. формула | C3H4O |
| Физические свойства | |
| Молярная масса | 56,0633 ± 0,003 г/моль |
| Плотность | 0,843 г/см³ |
| Энергия ионизации | 974,7911 кДж/моль |
| Термические свойства | |
| Температура | |
| • плавления | −87 °C |
| • кипения | 52,7 °C |
| • вспышки | -26 °C |
| • самовоспламенения | 234 °C |
| Пределы взрываемости | 2,8–31 % % |
| Критическая точка | 232,85 °С |
| Давление пара | 29 кПа (20 °С) |
| Химические свойства | |
| Растворимость | |
| • в воде | 209 г/100 мл |
| Структура | |
| Дипольный момент |
2,552 ± 0,003 (цис-положение), 3,117 ± 0,004 (транс-положение) |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS | 107-02-8 |
| PubChem | 7847 |
| Рег. номер EINECS | 203-453-4 |
| SMILES | |
| InChI | |
| RTECS | AS1050000 |
| ChEBI | 15368 |
| Номер ООН | 1092 |
| ChemSpider | 7559 |
| Безопасность | |
| Предельная концентрация | 0,03 мг/м3 |
| ЛД50 |
46 мг/кг (белые крысы, перорально); 7 мг/кг (кролики, перорально); 28 мг/кг (мыши, перорально) |
| Токсичность | высокотоксичен, особенно опасны его пары, сильный ирритант, лакриматор |
| Пиктограммы ECB | |
| NFPA 704 | |
| Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |
| Медиафайлы на Викискладе | |
Акролеи́н (лат. acris — острый, едкий + oleum — масло) (пропеналь) — H2C=CH-CHO, альдегид акриловой кислоты, простейший ненасыщенный альдегид.
При обычных условиях легколетучая жидкость с резким запахом, пары вызывают слезоточение, сильный лакриматор.
Реакционная способность
Акролеин как непредельный альдегид, проявляет реакционную способность, свойственную как олефинам, так и альдегидам. Так, акролеин образует ацетали.
Альдегидная группа легко, даже при стоянии на воздухе окисляется до карбоксильной:
![{\displaystyle {\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {C} {=}\mathrm {CH} {-}\mathrm {CHO} {}\mathrel {\xrightarrow {\mathrm {O} } } {}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {C} {=}\mathrm {CH} {-}\mathrm {COOH} }}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/1393d106e3f121b51e140a16f73e9ecd54fe9cc8.svg)
и восстанавливается до гидроксильной:
- .
![{\displaystyle {\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {C} {=}\mathrm {C} {-}\mathrm {CHO} {}\mathrel {\xrightarrow[{\mathrm {H} }]{}} {}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {C} {=}\mathrm {CH} {-}\mathrm {CH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {OH} }}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/c213d3c4847b6131dc3f6b19a0e13ac909d8d100.svg)
Карбонильная группа акролеина находится в сопряжении с двойной связью, что обуславливает его высокую реакционную способность по отношению к нуклеофилам, при этом присоединение идёт по β-атому углерода:
- ,
- .
![{\displaystyle {\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {C} {=}\mathrm {CH} {-}\mathrm {CHO} \ {}+{}\mathrm {HX} {}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {XH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {C} {-}\mathrm {CH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{-}\mathrm {CHO} }}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/463f0d85d04cd8db54e6d71637edfc5c7131f4f8.svg)
Присоединение азотистой кислоты () к акролеину используется как препаративный метод синтеза 3-нитропропаналя[1].
![{\displaystyle {\mathrm {X} {}={}\mathrm {NO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/b7f61f718fb571d626e904550f16c3402a9e1a16.svg)
Галогены присоединяются к акролеину по двойной связи с образованием дигалогенпроизводного, которое далее отщепляет галогеноводород с образованием α-галогенакролеина:
- ;
- .
![{\displaystyle {\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {C} {=}\mathrm {CH} {-}\mathrm {CHO} {}+{}\mathrm {Hal} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {HalH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {C} {-}\mathrm {CHHal} {-}\mathrm {CHO} }}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/5f30d326720ad8b952290125fcb1812f15cc6143.svg)
![{\displaystyle {\mathrm {HalH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {C} {-}\mathrm {CHHal} {-}\mathrm {CHO} {}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {C} {=}\mathrm {CHal} {-}\mathrm {CHO} {}+{}\mathrm {HHal} }}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/46ca0b50a4c8b7aba3047d44e407b2b230092322.svg)
Благодаря наличию электроноакцепторной альдегидной группы, сопряжённой с двойной связью, акролеин является диенофилом и реагирует с диенами с образованием продуктов циклоприсоединения (реакция Дильса-Альдера):
Синтез
В лаборатории акролеин получается дегидратацией глицерина в присутствии гидросульфата калия[2]:
В промышленности акролеин получают каталитическим окислением пропилена над оксидными висмут-молибденовыми катализаторами или оксидом меди. Ранее в промышленности был распространён процесс парофазной кротоновой конденсации ацетальдегида с формальдегидом (устаревший метод):
Токсичность, особенности обращения
Вследствие своей чрезвычайно высокой реакционной способности акролеин является токсичным, сильно раздражающим слизистые оболочки глаз и дыхательных путей соединением, сильный лакриматор. Максимально разовая предельно-допустимая концентрация в воздухе 0,03 мг/м³. Среднесуточная предельно-допустимая концентрация в воздухе 0,01 мг/м³ (Список ПДК ГН 2.1.6 1338-03). Вызывает мутагенез у микроорганизмов и дрожжей, проявляет мутагенные свойства на культуры клеток млекопитающих[3].
Класс опасности — 2 (вещества высокоопасные) согласно ГОСТ 12.1.007-76.
Акролеин является одним из продуктов термического разложения глицерина и жиров-триглицеридов, чем объясняются раздражающие слизистые оболочки свойства дыма горелого жира.
Аспекты охраны труда
ПДК в воздухе рабочей зоны[4] 0,2 мг/м3. По данным[5] люди могут не почувствовать запах при опасной концентрации. Порог восприятия запаха может быть 0,8 мг/м3[6] и свыше 4,1 мг/м3[7]. Для защиты от акролеина следует использовать эффективные средства коллективной защиты.
Применение
Применяют для синтеза акрилонитрила, глицерина, пиридина, β-пиколина, аминокислот (метионина), этилвиниловых эфиров, глутарового альдегида, полиакролеина. Также используется в производстве лекарственных препаратов.
Во время Первой мировой войны использовался в качестве химического оружия.
Литература
- Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И. Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1 (Абл-Дар). — 623 с.
Примечания
- ↑ 3-NITROPROPANAL, 3-NITROPROPANOL, AND 3-NITROPROPANAL DIMETHYL ACETAL. Organic Syntheses. 77: 236. 2000. doi:10.15227/orgsyn.077.0236. eISSN 2333-3553. ISSN 0078-6209. Архивировано 14 апреля 2021. Дата обращения: 23 сентября 2020.
- ↑ ACROLEIN. Organic Syntheses. 6: 1. 1926. doi:10.15227/orgsyn.006.0001. eISSN 2333-3553. ISSN 0078-6209. Архивировано 21 сентября 2020. Дата обращения: 23 сентября 2020.
- ↑ Acrolein MSDS. Дата обращения: 26 марта 2012. Архивировано из оригинала 14 февраля 2012 года.
- ↑ (Роспотребнадзор). № 1797. Проп-2-ен-1-аль (акрилальдегид; акролеин) // ГН 2.2.5.3532-18 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны» / утверждены А. Ю. Поповой. — Москва, 2018. — С. 123. — 170 с. — (Санитарные правила). — [Архивировано 12 июня 2020 года.]
- ↑ МКХБ Международная организация труда. МКХБ № 0090. Акролеин. Пропеналь. www.ilo.org/dyn/icsc/ (2018). Дата обращения: 12 ноября 2019. Архивировано 12 апреля 2021 года.
- ↑ Плотникова М. М. Материалы к гигиенической оценке акролеина как атмосферного загрязнения // Министерство здравоохранения СССР Гигиена и санитария. — Москва: Медицина, 1957. — Июнь (№ 6). — С. 10—15. — ISSN 0016-9900.
- ↑ Katz S. H. and E. J. Talbert. Table 3. Intensities of odors versus concentrations in parts per million // Intensities of Odors and Irritating Effects of Warning Agents for Inflammable and Poisonous Gases (англ.). — Washington, D.C.: U.S. Bureau of Mines, U.S. Dept. of Commerce, 1930. — P. 14. — 40 p. — (Technical Report no. 480).