Epichlorhydrin

(±) -epichlorhydrin
Illustrativt billede af artiklen Epichlorhydrin
R-Epichlorhydrin-beregnet-MP2-3D-balls.pngS-Epichlorhydrin-beregnet-MP2-3D-balls.png
R- enantiomer af epichlorhydrin (venstre) og S -epichlorhydrin (højre)
Identifikation
IUPAC navn 2- (chlormethyl) oxiran
Synonymer

1-chlor-2,3-epoxypropan
γ-chlorpropylenoxid
glycidylchlorid

N o CAS 106-89-8 (R,S)
N o ECHA 100.003.128
N o EF 203-439-8
PubChem 7835
SMILE ClCC1CO1
PubChem , 3D-visning
InChI InChI: 3D-visning
InChI = 1 / C3H5ClO / c4-1-3-2-5-3 / h3H, 1-2H2
Udseende farveløs væske
Kemiske egenskaber
Formel C 3 H 5 Cl O   [isomerer]
Molar masse 92,524 ± 0,005  g / mol
C 38,94%, H 5,45%, Cl 38,32%, O 17,29%, 92,52 g / mol
Fysiske egenskaber
T ° fusion −48  ° C
T ° kogning 116,56  ° C
Opløselighed 6,59 g / 100 ml (vand, 25  ° C );

Blandbar med alkohol, ether, chloroform , trichlorethylen , carbontetrachlorid ; Ublandbar med petroleumskulbrinter
Opløselighedsparameter δ 22,5  MPa 1/2 ( 25  ° C )
Volumenmasse 1,18066  g · cm -3 til 20,0  ° C
Automatisk tænding temperatur 415,6  ° C
Flammepunkt 40,6  ° C
Mættende damptryk 1,333  kPa ved 16,6  ° C
Dynamisk viskositet 1,03  MPa · s ved 25  ° C
Forholdsregler
SGH
SGH02: BrandfarligSGH05: ÆtsendeSGH06: GiftigSGH07: Giftig, irriterende, sensibiliserende, narkotiskSGH08: Sensibilisator, mutagen, kræftfremkaldende, reproduktionstoksisk H226, H301, H311, H314, H331, H350, H226  : Brandfarlig væske og damp
H301  : Giftig ved indtagelse
H311  : Giftig ved hudkontakt
H314  : Forårsager svære forbrændinger af huden og øjenskader
H331  : Giftig ved indånding
H350  : Kan forårsage kræft (angiv eksponeringsvej, hvis det er bevist, at ingen anden eksponeringsvej fører til den samme fare)
WHMIS
B3: Brændbar væskeD1A: Meget giftigt materiale med alvorlige øjeblikkelige virkningerE: Ætsende materiale
B3, D1A, D2A, E,
NFPA 704

NFPA 704 symbol.

3 3 2  
Transportere
63
   2023   
Kemler kode:
63  : giftigt og brændbart materiale (flammepunkt 23  til  60  ° C , herunder grænseværdier)
UN-nummer  :
2023  : epichlorhydrin
Klasse:
6.1
Etiketter: 6.1  : Giftige stoffer 3  : Brændbare væsker Emballage: Packing gruppe II  : moderat farlige materialer ;
ADR 6.1 piktogram

ADR-piktogram 3
IARC- klassificering
Gruppe 2A, kræftfremkaldende
Indånding TLV: 2  sider / min
Hud 7,6 mg / m3
Økotoksikologi
DL 50 90  mg · kg -1 (rotte, oral )
154  mg · kg -1 (rotte, iv )
150  mg · kg -1 (rotte, sc )
113  mg · kg -1 (rotte, ip )
LogP 0,45
Lugtgrænse lav: 0,93  ppm
Enheder af SI og STP, medmindre andet er angivet.

Den epichlorhydrin eller epichlorhydrin og 1-chlor-2,3-epoxypropan , er et chloreret organisk forbindelse med strukturformlen CH 2 CHOCH 2 Cl, flydende flygtige giftig, farveløs til stærk hvidløg lugt. En carbon atom af epichlorhydrin er chiral , så der er to enantiomere former af denne forbindelse.

På trods af sit navn hører epichlorhydrin ikke til chlorhydrinfamilien , da det ikke er en halogeneret alkohol, men et epoxid . På den anden side er visse direkte mellemprodukter i dens syntese, såsom 2,3-dichlor-1-propnol og 1,3-dichlor-2-propnol, chlorhydriner.

Produktion

Epichlorhydrin er fremstillet af allylchlorid i to trin, først hydrochlorering ved anvendelse af hypochlorsyre , hvilket resulterer i en blanding af chlorhydriner  :

Epichlorhydrin-fremstilling-trin1-2D-skelet.png

Den anden fase resulterer i dannelsen af epoxy ved behandling med en base  :

Epichlorhydrin-fremstilling-trin2-2D-skelet.png

På denne rute produceres der over 800.000 tons (1997) epichlorhydrin årligt.

Glycerolvej

Epichlorhydrin blev først beskrevet i 1848 af Marcellin Berthelot . Forbindelsen blev isoleret under undersøgelser af reaktionerne mellem glycerol og hydrogenchloridgas .

Vi minder om oplevelsen af ​​Berthelot, glycerol-epichlorhydrin (GTE, for glycerol-til-epichlorhydrin ) fabrikker er blevet markedsført. Denne teknologi drager fordel af tilgængeligheden af ​​billige glyceroler fra forarbejdning af biobrændstof . I processen udviklet af Dow Chemical gennemgår glycerol to substitutionsreaktioner, når de behandles med hydrogenchlorid i nærværelse af en carboxylsyre, der anvendes som en katalysator . Reaktionen danner et af de samme to mellemprodukter som ved allylchlorid / hypochlorsyre-processen, 1,3-dichlor-2-propnol, og den behandles også med en base til dannelse af epichlorhydrin.

GTE-Prozess.svg

Andre ruter

Andre ruter, der involverer færre klorerede mellemprodukter, udforskes fortsat. Der kan for eksempel nævnes epoxidering af allylchlorid .

brug

Syntese af glycerol og epoxyharpikser

Epichlorhydrin omdannes primært til bisphenol-A-diglycidylether  (en) , en grundlæggende byggesten til fremstilling af epoxyharpikser . Det er også en monomerforløber for andre harpikser og polymerer, herunder ionbytterharpikser , polyetherpolyoler til flammehæmmende polyurethanskum , alkylglycerylethersulfonater til vaskemidler, elastomerer ( polymerkoder CO, ECO) og specielle harpikser til papirbehandling.

En anden anvendelse er omdannelsen til syntetisk glycerol . Den hurtige stigning i produktionen af biodiesel , hvor glycerol er spild, har imidlertid resulteret i en overflod af glycerol på markedet, hvilket gør denne proces urentabel. Syntetisk glycerol anvendes nu kun i følsomme farmaceutiske og bioteknologiske applikationer, hvor kvalitetsstandarder er meget høje.

Mindre og niche applikationer

Epichlorhydrin er en alsidig forløber ved syntesen af ​​mange organiske forbindelser. For eksempel kan det omdannes til glycidylnitrat , et energisk bindemiddel, der anvendes i eksplosive og drivende sammensætninger. Epichlorhydrin omsættes med et alkalinitrat, såsom natriumnitrat , hvilket producerer glycidylnitrat og et alkaliklorid. Det bruges som et opløsningsmiddel til cellulose , harpikser og maling, og det har fundet anvendelse som fumigant mod insekter.

Polymerer fremstillet fra epichlorhydrin, for eksempel polyamid-epichlorhydrinharpikser, der anvendes i papir forstærkning og i fødevareindustrien for at gøre teposer , kaffefiltre og syntetisk pølse / pølse tarme samt for vandrensning .

En vigtig biokemisk anvendelse af epichlorhydrin er dens anvendelse som et tværbindingsmiddel til fremstilling af størrelse tografi harpikser i Sephadex  (en) fra dextran .

sikkerhed

Epichlorhydrin er klassificeret af flere agenturer og internationale sundhedsforskningsgrupper som et sandsynligt eller sandsynligt kræftfremkaldende stof hos mennesker. Langvarigt (oralt) forbrug af høje niveauer af epichlorhydrin kan føre til maveproblemer og øget risiko for kræft. Erhvervsmæssig eksponering for epichlorhydrin ved indånding kan forårsage irritation i lungerne og øget risiko for lungekræft.


Epichlorhydrin er brandfarligt og danner farlige nedbrydningsprodukter under brandforhold. Det er giftigt ved indånding, ved hudkontakt og ved indtagelse, og kan forårsage forbrændinger. Det kan forårsage sensibilisering ved kontakt med huden.

Noter og referencer

  1. beregnet molekylmasse fra "  Atomic vægte af elementerne 2007  " på www.chem.qmul.ac.uk .
  2. (en) Guenter Sienel, Robert Rieth, Kenneth T. Rowbottom, Epoxider , Wiley-VCH Verlag GmbH & Co, Coll.  "Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry",15. juni 2000( DOI  10.1002 / 14356007.a09_531 , online præsentation )
  3. "EPICHLOROHYDRIN" i databank om farlige stoffer , tilgængelig 16. juli 2012
  4. (i) James E. Mark, Physical Properties of Polymer Handbook , Springer,2007, 2 nd  ed. , 1076  s. ( ISBN  978-0-387-69002-5 og 0-387-69002-6 , læs online ) , s.  294
  5. Indtastning "Epichlorhydrin" i den kemiske database GESTIS fra IFA (tysk organ med ansvar for arbejdsmiljø) ( tysk , engelsk ), adgang til 3. december 2010 (JavaScript krævet)
  6. "Epichlorhydrin" i kemikaliedatabasen Reptox fra CSST (Quebec-organisation med ansvar for sikkerhed og sundhed på arbejdspladsen), adgang til 3. december 2010
  7. UCB University of Colorado
  8. (i) "  Epichlorhydrin  " på ChemIDplus , adgang til 3. december 2010
  9. "1-chlor-2,3-epoxypropan" , på ESIS , adgang til 3. december 2010
  10. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry , Weinheim, Wiley-VCH,2005( DOI  10.1002 / 14356007.a01_425 )
  11. Marcellin Berthelot , “  Om kombinationerne af glycerin med syrer og om syntesen af ​​de umiddelbare principper for animalsk fedt  ”, Ann. Chim. Phys. , Vol.  41,1854, s.  216–319 ( læs online [ arkiv af2. april 2015] , adgang til 2. marts 2015 )
  12. Doris de Guzman, "  Voksende glycerin-til-ECH planter  " , ICIS Green Chemicals,20. januar 2011
  13. Bruce M. Bell , John R. Briggs , Robert M. Campbell , Susanne M. Chambers , Phil D. Gaarenstroom , Jeffrey G. Hippler , Bruce D. Hook , Kenneth Kearns , John M. Kenney , William J. Kruper , D James Schreck , Curt N. Theriault og Charles P. Wolfe , “  Glycerin som et vedvarende råmateriale til epichlorhydrinproduktion. GTE-processen  ”, REN - Jord, luft, vand , vol.  36, nr .  8,2008, s.  657 ( DOI  10.1002 / clen.200800067 , læs online [ arkiv af18. juli 2012] [genoptryk af fuldtekst], adgang til 5. marts 2012 )
  14. Jun Li, Gongda Zhao, Shuang Gao, Ying Lv, Jian Li og Zuwei Xi, “  Epoxidering af allylchlorid til epichlorhydrin med en reversibel understøttet katalysator med H2O2 under opløsningsmiddelfrie betingelser  ”, Org. Process Res. Dev. , Vol.  10, nr .  5,2006, s.  876–880 ( DOI  10.1021 / op060108k )
  15. Ha Q. Pham og Maurice J. Marks , "  Epoxy Resins  ", Wiley-VCH , Weinheim,2012( ISBN  978-3527306732 , DOI  10.1002 / 14356007.a09_547.pub2 )
  16. "  Akutte toksicitetstærskler - Epichlorhydrin  " , INERIS
  17. Phil Taylor , “  Syntetisk glycerin er tilbage (men gik aldrig rigtig væk)!  » , In-Pharma Technologist ,16. oktober 2008(adgang 29. november 2018 )
  18. Gould, RF Advanced Propellant Chemistry , ACS Chemistry Series 54, 1966
  19. "  Suburban Water Testing Labs: Epichlorohydrin Fact Sheet  " [ arkiv af5. april 2012] , H2otest.com (adgang til 2. december 2011 )
  20. "  Canadas regering kemiske stoffer: Oxiran, (chlormethyl) - (Epichlorhydrin) CAS-registreringsnummer 106-89-8  " (adgang 7. maj 2013 )
  21. "  GE Healthcare Life Sciences - Instruktioner til Sephadex Media  " [ arkiv af18. februar 2012] , .gelifesciences.com (adgang til 2. december 2011 )
  22. "  EPA Integrated Risk Information System: Epichlorhydrin (CASRN 106-89-8)  " (adgang 7. maj 2013 )
  23. "  Canadas regering: screeningsvurdering for epichlorhydrin  " (adgang til 7. maj 2013 )
  24. "  NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards - Epichlorohydrin  " (adgang 20. september 2013 )
  25. "  Grundlæggende oplysninger om epichlorhydrin i drikkevand  " (adgang til 7. maj 2013 )
  26. "  Canadas regering: screeningsvurdering for epichlorhydrin  " (adgang til 7. maj 2013 )

Relaterede artikler