Buta-1,3-dien

Buta-1,3-dien
Bütadienin yapısal formülü ve 3 boyutlu modeli.
Kimlik
IUPAC adı	buta-1,3-dien
Eş anlamlı	divinil eritren vinil etilen
N O CAS	106-99-0
K O AKA	100.003.138
N o EC	203-450-8
GÜLÜMSEME	C = CC = C PubChem , 3B görünüm
InChI	InChI: 3D görünüm InChI = 1S / C4H6 / c1-3-4-2 / ​​h3-4H, 1-2H2
Görünüm	karakteristik bir kokuya sahip renksiz sıvılaştırılmış sıkıştırılmış gaz
Kimyasal özellikler
Kaba formül	C 4 H 6   [İzomerler]
Molar kütle	54.0904 ± 0.0036 g / mol C% 88.82  , H% 11.18,
Fiziki ozellikleri
T ° füzyon	-109  ° C
T ° kaynama	−4.4  ° C
Çözünürlük	suda: yok
Çözünürlük parametresi δ	14,5  MPa 1/2 ( 25  ° C )
Hacimsel kütle	0.6  g · cm -3 denklem: ρ=1.2384/0.2725(1+(1-T/425,17)0.28813){\ displaystyle \ rho = 1.2384 / 0.2725 ^ {(1+ (1-T / 425.17) ^ {0.28813})}} Sıvının kmol · m -3 cinsinden yoğunluğu ve Kelvin cinsinden sıcaklığı 164,25 ile 425,17 K arasındadır. Hesaplanan değerler: 25 ° C'de 0,61556 g · cm -3 T (K) T (° C) ρ (kmolm -3 ) ρ (gcm -3 ) 164.25 −108.9 14.061 0.76059 181,64 91,51 13.75217 0.74388 190.34 82,81 13.59436 0.73535 199.04 74.11 13.43421 0.72668 207.74 65,41 13.27158 0,71789 216.43 56,72 13.10631 0,70895 225,13 48.02 12.93821 0.69985 233.83 39,32 12.76708 0.6906 242,53 30,62 12.5927 0.68116 251,22 21,93 12.4148 0.67154 259,92 13.23 12.23311 0,66171 268.62 −4,53 12.0473 0.65166 277,32 4.17 11.85697 0,64137 286.01 12.86 11.6617 0.6308 294.71 21.56 11.46098 0.61995 T (K) T (° C) ρ (kmolm -3 ) ρ (gcm -3 ) 303.41 30.26 11.2542 0.60876 312.1 38.95 11.04065 0.59721 320.8 47.65 10.81946 0.58525 329.5 56,35 10.58958 0,57281 338.2 65.05 10.34968 0,55984 346,89 73.74 10.09809 0.54623 355,59 82.44 9.83262 0,53187 364,29 91,14 9.55034 0.5166 372,99 99,84 9.24713 0.5002 381.68 108.53 8.91699 0,48234 390.38 117.23 8.55048 0,46251 399.08 125,93 8.1312 0.43983 407,78 134.63 7.62599 0.41251 416,47 143.32 6.94383 0,37561 425,17 152.02 4.545 0.24585
Kendiliğinden tutuşma sıcaklığı	414  ° C
Alevlenme noktası	−76  ° C
Havada patlayıcı sınırlar	% 1.1 - % 16.3  hacim
Doygun buhar basıncı	de 20  ° C  : 245  kPa denklem: Pvs=exp(73.522+-4564.3T+(-8.1958)×ldeğil(T)+(1.1580E-5)×T2){\ displaystyle P_ {vs} = exp (73.522 + {\ frac {-4564.3} {T}} + (- 8.1958) \ times ln (T) + (1.1580E-5) \ times T ^ {2})} Paskal cinsinden basınç ve Kelvins cinsinden sıcaklık, 164.25 ila 425.17 K. Hesaplanan değerler: 25 ° C'de 281 049,32 Pa T (K) T (° C) P (Pa) 164.25 −108.9 69.11 181,64 91,51 464.74 190.34 82,81 1.036,68 199.04 74.11 2.131,59 207.74 65,41 4085.3 216.43 56,72 7 366.12 225,13 48.02 12.593,3 233.83 39,32 20.549,27 242,53 30,62 32 184.94 251,22 21,93 48.618,41 259,92 13.23 71.128,18 268.62 −4,53 101.142,53 277,32 4.17 140 227 286.01 12.86 190.071.73 294.71 21.56 252.480,44 T (K) T (° C) P (Pa) 303.41 30.26 329.362,37 312.1 38.95 422.728,24 320.8 47.65 534.690,77 329.5 56,35 667.470,44 338.2 65.05 823.406,36 346,89 73.74 1.004.972,57 355,59 82.44 1.214.799,54 364,29 91,14 1.455.700,88 372,99 99,84 1.730.705,29 381.68 108.53 2.043.093,69 390.38 117.23 2396 441,74 399.08 125,93 2.794.668,02 407,78 134.63 3.242.088,19 416,47 143.32 3.743.475,85 425,17 152.02 4.304.100
Kritik nokta	4,322  kPa , 151,85  ° C
Termokimya
C p	denklem: VSP=(128860)+(-323.10)×T+(1.0150)×T2+(3.2000E-5)×T3{\ displaystyle C_ {P} = (128860) + (- 323.10) \ times T + (1.0150) \ times T ^ {2} + (3.2000E-5) \ times T ^ {3}} Sıvının J · kmol -1 · K -1 cinsinden termal kapasitesi ve Kelvins cinsinden sıcaklığı 165 ila 350 K arasındadır. Hesaplanan değerler: 123,603 J · mol -1 · K -1 , 25 ° C'de T (K) T (° C) C p (JkmÖl×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kmol \ times K}})} C p (Jkg×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kg \ times K}})} 165 108.15 103.330 1.910 177 96,15 103 648 1.916 183 90,15 103 920 1.921 189 84,15 104.267 1.928 195 78,15 104 688 1.935 202 71,15 105.274 1.946 208 65,15 105.856 1.957 214 59,15 106.513 1.969 220 53,15 107 245 1 983 226 47,15 108.051 1.998 232 41,15 108 932 2014 239 34,15 110.054 2.035 245 28,15 111.096 2.054 251 22,15 112.214 2.075 257 16,15 113.406 2.097 T (K) T (° C) C p (JkmÖl×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kmol \ times K}})} C p (Jkg×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kg \ times K}})} 263 −10.15 114.673 2120 269 −4,15 116.015 2 145 276 2.85 117.676 2 175 282 8.85 119.180 2.203 288 14.85 120 760 2 232 294 20.85 122.414 2 263 300 26.85 124.144 2 295 306 32.85 125.949 2 328 313 39.85 128.149 2 369 319 45.85 130 117 2 405 325 51.85 132.160 2.443 331 57.85 134.279 2482 337 63.85 136.473 2.523 343 69.85 138.742 2.565 350 76.85 141.480 2.616 denklem: VSP=(18.835)+(2.0473E-1)×T+(6.2485E-5)×T2+(-1.7148E-7)×T3+(6.0858E-11)×T4{\ displaystyle C_ {P} = (18,835) + (2,0473E-1) \ times T + (6,2485E-5) \ times T ^ {2} + (- 1,7148E-7) \ times T ^ {3} + (6,0858E-11) \ times T ^ {4}} Gazın ısı kapasitesi J · mol -1 · K -1 ve Kelvin cinsinden sıcaklık 100 ile 1500 K arasındadır. Hesaplanan değerler: 25 ° C'de 81.366 J · mol -1 · K -1 T (K) T (° C) C p (JkmÖl×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kmol \ times K}})} C p (Jkg×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kg \ times K}})} 100 173,15 39 767 735 193 80,15 59.527 1.100 240 33,15 69.401 1.283 286 12.85 78.894 1.459 333 59.85 88 355 1.633 380 106.85 97.515 1.803 426 152.85 106.137 1 962 473 199,85 114.552 2 118 520 246.85 122.529 2.265 566 292.85 129.882 2 401 613 339.85 136.908 2.531 660 386.85 143.423 2.651 706 432.85 149.296 2.760 753 479.85 154.777 2.861 800 526.85 159.739 2 953 T (K) T (° C) C p (JkmÖl×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kmol \ times K}})} C p (Jkg×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kg \ times K}})} 846 572.85 164 102 3 034 893 619.85 168.074 3 107 940 666.85 171.579 3 172 986 712.85 174.589 3 228 1.033 759.85 177.273 3 277 1.080 806.85 179.607 3.320 1.126 852.85 181.604 3 357 1.173 899,85 183 411 3 391 1.220 946.85 185.047 3421 1.266 992.85 186.557 3.449 1313 1.039,85 188 085 3 477 1360 1.086,85 189.686 3 507 1.406 1132.85 191.417 3.539 1.453 1.179,85 193.453 3.576 1500 1 226.85 195 870 3.621
ADET	2541,5  kJ · mol -1 ( 25  ° C , gaz)
Elektronik özellikler
1 re iyonlaşma enerjisi	9.082  ± 0.004  eV (gaz)
Önlemler
SGH
Tehlike H220, H340, H350, H220  : Son derece yanıcı gaz H340  : Genetik kusurlara neden olabilir (başka hiçbir maruziyet yolunun aynı tehlikeye neden olmadığı kesin olarak kanıtlanmışsa maruz kalma yolunu belirtin) H350  : Kesin olarak kanıtlanmışsa kansere ( maruz kalma yolunu belirtin ) maruziyete neden olabilir başka hiçbir maruziyet yolu aynı tehlikeye yol açmaz)
WHMIS
A, B1, D2A, F, A  : 40  ° C'de sıkıştırılmış gaz mutlak buhar basıncı = 434,35 kPa B1  : Yanıcı gaz alt alevlenme sınırı =% 2 D2A  : Başka toksik etkileri olan çok toksik malzeme Kanserojenlik: IARC grup 2B, ACGIH A2; hayvanlarda mutajenite. F  : Şiddetli polimerizasyon reaksiyonuna maruz kalan tehlikeli reaktif malzeme İçerik açıklama listesine göre% 0.1 oranında açıklama
NFPA 704
4 2 2
Ulaşım
239    1010    Kemler kodu: 239  : kendiliğinden şiddetli bir reaksiyon oluşturabilen yanıcı gaz UN numarası  : 1010  : STABİLİZE BÜTADİENLER Sınıf: 2.1 Etiket: 2.1  : Yanıcı gazlar (büyük F ile gösterilen gruplara karşılık gelir);
IARC Sınıflandırması
Grup 1: İnsanlar için kanserojen
Ekotoksikoloji
LogP	1.99
Koku eşiği	düşük: 0,09  ppm yüksek: 76  ppm
Aksi belirtilmedikçe SI ve STP birimleri .

1,3-bütadien a, hidrokarbon formül C 4 H 6 renksiz ve yanıcı gaz.

Öyle En yaygın izomer genellikle basitçe olarak ifade edilir, bu yüzden de butadiyenin bütadien . Birçok polimerin sentezinde kullanılan önemli bir reaktiftir .

En basit konjuge diendir . Bu soğutularak sıvılaştırılır -4.4  ° C ya da sıkıştırma 2.8  atm az 25  ° C . Kloroform ve benzen gibi polar olmayan organik çözücülerde
çözünür . En önemlileri, ekleme ve siklizasyon reaksiyonlarıdır.

Kullanımlar

Temelde üretiminde kullanılan sentetik kauçuk arasında, boya , naylon ve boyalar olarak lateks .
Yüksek reaktivitesinden dolayı butadien sentezde, özellikle polimerizasyon reaksiyonlarında kullanılır . Birçok otomobil lastiği , bütadien ve stirenin ( SBR ) bir kopolimeri olan Buna -S kauçuktan yapılır .

Bütadien sentezinin temel reaktif olan kloropren ile klorlama izomerizasyon ve bunu takiben dehidroklorinasyonu . Bu dien ayrıca adiponitril ve heksametilendiamini hidrosiyanik asit ile reaksiyona sokarak üretmek için kullanılır . Birkaç işlem, bütan-1,4-diol üretmek için bütadien kullanır . Bütadien, Diels-Alder reaksiyonu için mükemmel bir reaktiftir ve 4-vinilsikloheksen (stiren üretimi için reaktif), 1,5-siklooktadien ve 1,5,9-siklodekatrienin sentezine izin verir .

Üretim ve sentez

Reaktivitesi çok yüksek olduğu için doğal durumda mevcut değildir, ancak hidrokarbonların kırılması sırasında mevcuttur ( hafif benzinlerin kırılmasında% 5 bütadien üretilir ). Daha sonra C4 fraksiyonlarında damıtılarak karışımdan ayrılır.
Bu fraksiyonun basit damıtılmasıyla saf bütadien elde edilmesi mümkün değildir, çünkü bütan ve bütadien bir azeotrop oluşturur . İle ayırma , sıvı-sıvı ekstraksiyonu veya ile ekstre damıtma gereklidir.

Ticari bütadien ayrıca bütan veya büten ve bütan karışımlarının dehidrojenasyonu ile sentezlenir .
En iyi bilinen sentetik yol, tek adımlı Houdry Catadiene işlemidir . Kaynaktan n-bütan ya da karışımlarını , n-butenler , alüminyum oksit ve krom oksit karışımı ile katalize edilen hidrojen giderme% 15-18 butadien ihtiva eden bir ürün akımı 600- bir sıcaklıkta elde edilmesini sağlar , 700  ° C ve bir basınçta , 10 - 70  kPa . Bu işlemin verimi% 50'dir.
Bununla birlikte dehidrojenasyon, en yaygın kullanılan sentetik yol değildir ve esas olarak reaktifler ile bütadien arasındaki fiyat farkı yüksek olduğunda kullanılır.

Başlangıçta dien asetilenden üretildi . Bu reaktifi iki işlem kullandı, özellikle de bugün hala tetrahidrofuran ve bütan-1,4-diol üretmek için kullanılan Reppe işlemi .

Bütadien ayrıca bir alümina ve magnezyum oksit veya silikon oksit katalizörü kullanılarak etanolden sentezlenebilir .

Yeni bir süreç, ( petrol veya doğal gaz gibi fosil kaynaklardan ziyade) biyokütleden bütadien üretmeyi mümkün kılıyor . Yenilenebilir bütadien üç aşamada üretilir: biyokütleden ekstrakte edilen şekerler furfuraldehit üretmek için kullanılır  ; bu, siklik bir bileşik, tetrahidrofuran (THF) yapmak üzere işlenir ; daha sonra yüksek verimli katalize edilmiş bir işlemle (% 95'in üzerinde) bu THF, kauçuk ve plastik endüstrisi tarafından doğrudan kullanılabilen bütadiene dönüştürülür.

Notlar ve referanslar

1. 1, 3 - BUTADIENE , Kimyasal Maddelerin Güvenliği hakkında Uluslararası Programın güvenlik sayfaları , 9 Mayıs 2009 tarihinde danışılmıştır.
2. hesaplanan moleküler kütlesi "  Elements 2007 Atom ağırlıkları  " üzerine www.chem.qmul.ac.uk .
3. (inç) Iwona Owczarek ve Krystyna Blazej, "  Önerilen Kritik Sıcaklıklar. Bölüm I. Alifatik Hidrokarbonlar  " , J. Phys. Chem. Ref. Veriler , cilt.  32, n, o  , 4,4 Ağu 2003, s.  1411 ( DOI  10.1063 / 1.1556431 )
4. (inç) James E. Mark, Polymer Handbook Fiziksel Özellikleri , Springer,2007, 2 nci  baskı. , 1076  s. ( ISBN  978-0-387-69002-5 ve 0-387-69002-6 , çevrimiçi okuyun ) , s.  294
5. (en) Robert H. Perry ve Donald W. Green , Perry's Chemical Engineers 'Handbook , USA, McGraw-Hill,1997, 7 inci  baskı. , 2400  s. ( ISBN  978-0-07-049841-9 ) , s.  2-50
6. (inç) Iwona Krystyna Blazej Owczarek ve "  Önerilen Kritik Baskılar. Bölüm I. Alifatik Hidrokarbonlar  " , J. Phys. Chem. Ref. Veriler , cilt.  35, n, o  , 4,18 Eylül 2006, s.  1461 ( DOI  10.1063 / 1.2201061 )
7. (inç) Carl L. Yaws, Handbook of Thermodynamic Diagrams , Cilt.  1, Huston, Texas, Gulf Pub. Co.,1996( ISBN  978-0-88415-857-8 )
8. (in) David R. Lide , CRC Handbook of Chemistry and Physics , Boca Raton, CRC Press,18 Haziran 2002, 83 inci  baskı. , 2664  s. ( ISBN  0849304830 , çevrimiçi sunum ) , s.  5-89
9. (inç) David R. Lide, Kimya ve Fizik El Kitabı , Boca Raton, CRC,2008, 89 inci  baskı. , 2736  s. ( ISBN  978-1-4200-6679-1 ) , s.  10-205
10. IFA'nın (mesleki güvenlik ve sağlıktan sorumlu Alman kuruluşu) GESTIS kimyasal veritabanına "106-99-0" CAS numarası girişi ( Almanca , İngilizce ), 18 Kasım 2008'de erişildi (JavaScript gerekli)
11. IARC İnsanlara Yönelik Kanserojen Risklerin Değerlendirilmesi Çalışma Grubu, "  Değerlendirmeler Globales de la Carcinogenicité pour l'Homme, Groupe 1: Carcinogens pour les homme  " , http://monographs.iarc.fr , IARC16 Ocak 2009( 22 Ağustos 2009'da erişildi )
12. 1272/2008 sayılı AT yönetmeliği Ek VI tablo 3.1'deki dizin numarası 601-013-00-X (16 Aralık 2008)
13. "  Bütadien-1,3  " kimyasallar veritabanında Reptox ait CSST (iş güvenliği ve sağlığı sorumlu Quebec örgütü), 25 Nisan 2009 erişilen
14. "  1,3-Butadiene  " , hazmap.nlm.nih.gov (erişim tarihi 14 Kasım 2009 )
15. "Buta-1,3-diene" , ESIS'te , 15 Şubat 2009'da erişildi
16. Joachim Grub ve Eckhard Löser, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry , Butadiene , Wiley-VCH Verlag GmbH & Co.,2002
17. Araştırmacılar, dayanıklı kauçuk ve plastikler yapmak için süreci icat ediyor , erişim tarihi: 07 Kasım 2017

• ARC, Monografi: cilt.  97 (2008) 1,3-Bütadien, Etilen Oksit ve Vinil Halojenürler (Vinil Florür, Vinil Klorür ve Vinil Bromür)

İlgili Makaleler

• Organik Kimya
• Hidrokarbon
• Petrokimyasallar
• Diene
• Stiren-bütadien
• Polibütadien
• Akrilonitril bütadien stiren
• Darbe polistiren
• Tekerlek