Butanální struktura, vlastnosti, použití a rizika

1999
Anthony Golden

The butanal je to aldehyd s otevřeným řetězcem, který se skládá ze čtyř atomů uhlíku a je analogický butanu; je to ve skutečnosti druhá nejvíce oxidovaná forma uhlovodíkového butanu po kyselině máselné. Jeho molekulární vzorec je CH3CHdvaCHdvaCHO, kde -CHO je formylová skupina.

Tento aldehyd, jeden z nejlehčích, se skládá z průhledné, hořlavé kapaliny, která je méně hustá než voda. Kromě toho je rozpustný ve vodě a mísitelný s většinou organických rozpouštědel; proto jej lze použít pro jednofázové organické směsi.

Molekula butanalu nebo butyraldehydu. Zdroj: Jynto [CC0]

Přítomnost karbonylové skupiny (červená koule, horní obrázek) dává chemickou polaritu molekule butanalu, a tedy schopnost zažít interakci dipól-dipól mezi jeho molekulami; i když se mezi nimi netvoří vodíkové vazby.

To má za následek, že butanal má vyšší teploty varu a teploty tání než butan, ale nižší než ty, které představují n-butylalkohol..

Butanal se používá jako rozpouštědlo a je meziproduktem k získání mnoha produktů; jako jsou urychlovače vulkanizace pro kaučuky, pryskyřice, farmaceutika a agrochemikálie.

Butanal je toxická sloučenina, která při vdechování může způsobit zánět horních cest dýchacích, průdušek a plicní edém, který může mít dokonce fatální následky.

Rejstřík článků

  • 1 Struktura butanalu
    • 1.1 Konformátoři
  • 2 Vlastnosti
    • 2.1 Chemické názvy
    • 2.2 Molekulární vzorec
    • 2.3 Fyzický vzhled
    • 2.4 Zápach
    • 2.5 Bod varu
    • 2.6 Teplota tání
    • 2.7 Bod vzplanutí
    • 2.8 Rozpustnost ve vodě
    • 2.9 Rozpustnost v organických rozpouštědlech
    • 2.10 Hustota
    • 2.11 Hustota par
    • 2.12 Tlak par
    • 2.13 Automatické zapalování
    • 2.14 Viskozita
    • 2.15 Spalné teplo
    • 2.16 Odpařovací teplo
    • 2.17 Povrchové napětí
    • 2.18 Prahová hodnota zápachu
    • 2.19 Index lomu
    • 2.20 Dipólový moment
    • 2.21 Vlnové délky (λ) maximální absorpce ve vodě
    • 2.22 Polymerizace
    • 2.23 Reaktivita
    • 2.24 Aldolová kondenzace
  • 3 Syntéza
  • 4 použití
    • 4.1 Průmyslové
    • 4.2 Ostatní
  • 5 Rizika
  • 6 Reference

Butanální struktura

Právě bylo zmíněno, že formylová skupina, -CHO, propůjčuje molekule butanalu nebo butyraldehydu polaritu kvůli vyšší elektronegativitě atomu kyslíku. V důsledku toho mohou jeho molekuly vzájemně interagovat prostřednictvím dipól-dipólových sil..

Na horním obrázku je s modelem koulí a pruhů ukázáno, že butanální molekula má lineární strukturu. Uhlík skupiny -CHO má sp hybridizacidva, zatímco zbývající uhlíky sp hybridizují3.

Nejen to, ale je také flexibilní a jeho články se mohou otáčet na svých vlastních osách; a tak se generují různé konformace nebo konformery (stejná sloučenina, ale s rotujícími odkazy).

Konformátoři

Následující obrázek lépe vysvětluje tento bod:

Butanální přizpůsobitelé. Zdroj: Gabriel Bolívar.

První konformor (horní) odpovídá molekule na prvním obrázku: methylová skupina vlevo, -CH3, a skupina -CHO, jsou v polohách navzájem protilehlých; jeden ukazuje nahoru a druhý dolů.

Mezitím druhý konformer (spodní) odpovídá molekule s -CH3 a -CHO v zatměných polohách; to znamená, že oba ukazují stejným směrem.

Oba konformery jsou rychle zaměnitelné, a proto se butanální molekula neustále otáčí a vibruje; a navíc skutečnost, že má permanentní dipól, to umožňuje jeho interakcím dostatečně silné, aby se vařily při 74,8 ° C..

Vlastnosti

Chemické názvy

-Butanal

-Butyraldehyd

-1-Butanal

-Butyral

-N-butyraldehyd.

Molekulární vzorec

C4H8O nebo CH3CHdvaCHdvaCHO.

Fyzický vzhled

Je to čirá, průhledná kapalina.

Zápach

Charakteristický, štiplavý, aldehydový zápach.

Bod varu

167 ° F až 760 mmHg (74,8 ° C).

Bod tání

-146 ° F (-96,86 ° C).

bod vznícení

-8 ° F (-22 ° C) uzavřený kelímek.

Rozpustnost ve vodě

7 g / 100 ml při 25 ° C.

Rozpustnost v organických rozpouštědlech

Mísitelný s ethanolem, etherem, ethylacetátem, acetonem, toluenem a mnoha dalšími organickými rozpouštědly.

Hustota

0,803 g / cm3 při 68 ° F.

Hustota par

2,5 (ve vztahu k nasávanému vzduchu rovné 1).

Tlak páry

111 mmHg při 25 ° C.

Automatické zapalování

446 ° F. 425 ° F (21,8 ° C).

Viskozita

0,45 cPoise při 20 ° C.

Spalné teplo

2479,34 kJ / mol při 25 ° C.

Odpařovací teplo

33,68 kJ / mol při 25 ° C.

Povrchové napětí

29,9 dynu / cm při 24 ° C.

Prahová hodnota zápachu

0,009 ppm.

Index lomu

1,3843 při 20 ° C.

Dipólový moment

2,72 D..

Vlnové délky (λ) maximální absorpce ve vodě

225 nm a 282 nm (ultrafialové světlo).

Polymerizace

Butanal může polymerovat při kontaktu s alkáliemi nebo kyselinami, přičemž polymerace je nebezpečná.

Reaktivita

Při vystavení vzduchu oxiduje a tvoří kyselinu máselnou. Při teplotě 230 ° C se butanal spontánně vznítí vzduchem.

Aldolová kondenzace

Dvě molekuly butanalu mohou vzájemně reagovat za přítomnosti KOH a teploty 6-8 ° C za vzniku sloučeniny 2-ethyl-3-hydroxyhexanolu. Tento typ sloučeniny se nazývá aldol, protože má ve své struktuře aldehydovou skupinu a alkoholovou skupinu.

Syntéza

Butanal lze vyrobit katalytickou dehydrogenací n-butylalkoholu; katalytická hydrogenace krotonaldehydu; a hydroformylace propylenu.

Aplikace

Průmyslový

-Butanal je průmyslové rozpouštědlo, ale je také meziproduktem při syntéze jiných rozpouštědel; například 2-ethylhexanol, n-butanol a trimethylpropan.

-Používá se také jako meziprodukt při výrobě syntetických pryskyřic, včetně polyvinylbutyralu; urychlovače vulkanizace gumy; výroba farmaceutických výrobků; přípravky na ochranu rostlin; pesticidy; antioxidanty; opalovací pomůcky.

-Butanal se používá jako surovina pro výrobu syntetických aromat. Kromě toho se používá jako látka určená k aromatizaci potravin.

Ostatní

-U člověka se butanal používá jako biomarker indikující oxidační poškození lipidů, proteinů a nukleových kyselin.

-Byl použit experimentálně spolu s formalinem a glutardehydem, aby se pokusilo snížit změkčení, které zažívají kopyta skotu, v důsledku vystavení vodě, moči a výkalům samotného skotu. Výsledky experimentu byly pozitivní.

Rizika

Butanal je destruktivní pro sliznice horních dýchacích cest, stejně jako pro tkáně kůže a očí..

Při kontaktu s pokožkou způsobuje zarudnutí a popáleniny. V očích dochází ke stejným zraněním, doprovázeným bolestí a poškozením oční tkáně.

Vdechování butanalu může mít vážné následky, protože může způsobit zánět a otoky v hrtanu a průduškách; zatímco v plicích produkuje chemický zápal plic a plicní edém.

Mezi příznaky nadměrné expozice patří: pocity pálení v horních dýchacích cestách, kašel, sípání, tj. Sípání při dýchání; laryngitida, dušnost, bolesti hlavy, nevolnost a také zvracení.

Vdechnutí může být smrtelné v důsledku křečí dýchacích cest.

Požití butanalu způsobuje pocit „pálení“ v zažívacím traktu: ústní dutině, hltanu, jícnu a žaludku.

Reference

  1. Morrison, R. T. a Boyd, R. N. (1987). Organická chemie. (5ta Edice.). Redakční Addison-Wesley Iberoamericana.
  2. Carey F. (2008). Organická chemie. (Šesté vydání). Mc Graw Hill.
  3. PubChem. (2019). Butanal. Obnoveno z: pubchem.ncbi.nim.nih.guv
  4. Wikipedia. (2019). Butanal. Obnoveno z: es.wikipedia.org
  5. Chemická kniha. (2017). Butanal. Obnoveno z: chemicalbook.com
  6. Basf. (Květen 2017). N-butyraldehyd. [PDF]. Obnoveno z: solvents.basf.com

Zatím žádné komentáře