izopren

izopren
izopren.svgİzopren-3d.png
izoprenin yapısal formülü ve 3 boyutlu modeli
Kimlik
IUPAC adı 2-metilbut-1,3-dien
N O CAS 78-79-5
K O AKA 100,001,040
N O EC 201-143-3
PubChem 6557
gülümser C = C (C) C = C
PubChem , 3D görünüm
InChI InChI: 3D görünüm
InChI = 1 / C5H8 / c1-4-5 (2) 3 / h4H, 1-2H2,3H3
Görünüm karakteristik bir kokuya sahip renksiz, oldukça uçucu sıvı
Kimyasal özellikler
formül C 5 H 8   [İzomerler]
Molar kütle 68.117 ± 0.0046  g / mol
C %88.16, H %11.84,
dipolar moment 0,25  ± 0,01  D
Fiziki ozellikleri
T ° füzyon -146  °C
T ° kaynama 34.05  °C
çözünürlük suda: yok
Çözünürlük parametresi δ 15.1  MPa 1/2 ( 25  ° C )
hacimsel kütle 0,680 6  gr cm -3

denklem:
Sıvının kmol cinsinden yoğunluğu · m -3 ve Kelvin cinsinden sıcaklık, 127,27 ila 484 K.
Hesaplanan değerler: 25 °C'de
0,67595 g · cm -3 .

(K) (°C) ρ (kmol m -3 ) ρ (gcm -3 )
127.27 -145.88 12.205 0,83139
151.05 -122.1 11.91806 0,81185
162.94 -110.21 11.77189 0.80189
174.83 -98.32 11.62367 0.79179
186.73 -86.43 11.47327 0.78155
198.62 -74.53 11.32053 0.77114
210.51 -62.64 11.1653 0.76057
222.4 -50,75 11.00741 0.74981
234.29 -38.86 10.84664 0.73886
246,18 -26.97 10.68279 0.7277
258.07 -15.08 10.51558 0.71631
269.96 -3.19 10.34473 0.70467
281,85 8.7 10.16991 0.69276
293,74 20.59 9.99072 0.68056
305.64 32.49 9.80673 0.66802
(K) (°C) ρ (kmol m -3 ) ρ (gcm -3 )
317.53 44.38 9.61739 0.65513
329.42 56.27 9.42207 0.64182
341,31 68.16 9.22001 0.62806
353.2 80.05 9.01028 0.61377
365.09 91.94 8.79172 0.59888
376.98 103.83 8.56283 0.58329
388.87 115.72 8.3217 0.56687
400.76 127.61 8.06573 0.54943
412.65 139,5 7.79131 0.53074
424.55 151.4 7.49314 0.51043
436.44 163.29 7.16291 0.48793
448.33 175.18 6.7862 0.46227
460.22 187.07 6.33384 0,43145
472.11 198.96 5.72588 0.39004
484 210.85 3.612 0.24605

Grafik P = f (T)

Kendiliğinden tutuşma sıcaklığı 220  ° C
Alevlenme noktası −54  °C (kapalı kap)
Havada patlayıcı limitler % 1.5 - 8.9  hacim
doymuş buhar basıncı de 20  ° C  : 53.2  kPa

denklem:
Paskal cinsinden basınç ve Kelvin cinsinden sıcaklık, 127,27 ile 484 K arasında.
Hesaplanan değerler:
25 °C'de 73 405.16 Pa.

(K) (°C) P (Pa)
127.27 -145.88 0.002
151.05 -122.1 0,4
162.94 -110.21 2.78
174.83 -98.32 14.3
186.73 -86.43 58.12
198.62 -74.53 195.22
210.51 -62.64 561.09
222.4 -50,75 1417.17
234.29 -38.86 3,212,71
246,18 -26.97 6 648,45
258.07 -15.08 12.732.24
269.96 -3.19 22 817,86
281,85 8.7 38.621.49
293,74 20.59 62.214.13
305.64 32.49 95.992.27
(K) (°C) P (Pa)
317.53 44.38 142.631.27
329.42 56.27 205.027.74
341,31 68.16 286.237.15
353.2 80.05 389.412.18
365.09 91.94 517.746,35
376.98 103.83 674.426.01
388.87 115.72 862.592.36
400.76 127.61 1.085.314.25
412.65 139,5 1.345.571,47
424.55 151.4 1 646 247,71
436.44 163.29 1.990.132.05
448.33 175.18 2.379.927.52
460.22 187.07 2.818.265.4
472.11 198.96 3,307,723,98
484 210.85 3.850.900
P = f(T)
Kritik nokta 206.05  °C , 38,5  bar
Termokimya
C p

denklem:
Sıvının J · kmol -1 · K -1 cinsinden termal kapasitesi ve Kelvin cinsinden sıcaklık, 130.32 ila 307.2 K.
Hesaplanan değerler: 25 ° C'de
152.387 J · mol -1 · K -1 .

T
(K)
T
(° C)
C p
C p
130.32 -142.83 122.390 1797
142 -131.15 122.484 1798
148 −125.15 122 650 1.801
153 -120.15 122.848 1.803
159 -114.15 123 158 1.808
165 -108.15 123.547 1.814
171 -102.15 124.014 1.821
177 -96.15 124.560 1.829
183 -90.15 125 184 1.838
189 -84.15 125 887 1.848
195 -78.15 126.669 1.860
201 -72.15 127.529 1 872
206 -67.15 128 305 1.884
212 -61.15 129.310 1.898
218 -55.15 130.392 1.914
T
(K)
T
(° C)
C p
C p
224 -49.15 131.553 1.931
230 -43.15 132.793 1.949
236 -37.15 134,111 1969
242 -31.15 135.508 1 989
248 -25.15 136.983 2.011
254 -19.15 138.537 2.034
260 -13.15 140 170 2.058
265 -8.15 141.590 2.079
271 -2.15 143.366 2 105
277 3.85 145 221 2 132
283 9.85 147 155 2 160
289 15.85 149.167 2 190
295 21.85 151.258 2,220
301 27.85 153.427 2 252
307.2 34.05 155.750 2 286
elektronik özellikler
1 yeniden iyonlaşma enerjisi 8,84  ± 0,01  eV (gaz)
Optik özellikler
Kırılma indisi  1.4194
Önlemler
SGH
SGH02: YanıcıSGH08: Hassaslaştırıcı, mutajen, kanserojen, reprotoksik
Tehlike H224, H341, H350, H412, H224  : Son derece yanıcı sıvı ve buhar
H341  : Genetik kusurlara yol açma şüphesi var ( başka hiçbir maruz kalma yolunun aynı tehlikeye  yol
açmadığı kesin olarak kanıtlandıysa maruz kalma yolunu belirtin) H350 : Kansere neden olabilir ( Kesin olarak kanıtlanmışsa maruz kalma yolunu belirtin başka hiçbir maruz kalma
yolunun tehlikeye neden olmadığı ) H412  : Uzun süreli etkilerle sudaki yaşam için zararlı
WHMIS

sınıflandırılmamış ürünBu ürünün sınıflandırması

, içerik açıklama listesine göre %1.0 oranında Toksikolojik Rehber Hizmet Açıklaması tarafından henüz doğrulanmamıştır.
NFPA 704

NFPA 704 Sembolü

4 1 2
Ulaşım
-
   1218   
UN numarası  :
1218  : İZOPREN, STABİLİZE
IARC Sınıflandırması
Grup 2B: insanlar için muhtemelen kanserojen
ekotoksikoloji
LogP 2.30
Aksi belirtilmedikçe SI ve STP birimleri .

1860 yılında kimyager Charles Greville Williams (in) tarafından i- ('eşit') önekinden ve pr (opil) ene'nin büzülmesinden açıklama yapılmadan ortaya çıkan bir terim olan izopren , kimyasal bileşik 2-metilbut-1 ile ortak bir eşanlamlıdır. ,3-dien . Konjuge çift bağlara sahip dört pentadien izomerinden biridir . Normal sıcaklıkta, hava ile patlayıcı karışımlar oluşturabilen renksiz, uçucu ve kokulu bir sıvıdır, kolayca yanıcıdır. Alkol, aseton ve benzende çözünür .  

Bu monomer kauçuğa polimerize olabilir . Yüksek reaktivitesinden dolayı bu polimerizasyon , sıcaklığın etkisi altında patlayıcı hale gelebilir. İzopren, belirli eşiklerin ötesinde toksiktir ; bu, endüstriyel bir işlemle çevreye önemli miktarlarda salınırsa onu kirletici yapar .

Doğal ortamda bulunma

İzopren, doğada ve bazı gıdalarımızda yaygın olarak, düşük konsantrasyonlarda bulunan gazlardan biridir . Reaktif aerosollerin ve özellikle terpenlerin (birkaç izopren biriminin kombinasyonundan kaynaklanan hidrokarbonlar) üretimine katkıda bulunur .

Biosfer radyasyonu daha metan dışı uçucu organik bileşikler, insan faaliyetleri daha atmosfere (VOC) ve izopren formları üzerinde önemli bir kısmı örtüleri de (beklenmedik başlayana kadar oluşumuna katkıda bulunan 2000'li arasında) , epoksi moleküllerinin .

Döngüsünü (ve dolayısıyla akışlarını ve rollerini) bilmek ve modellemek, hava kalitesini ve geçmiş, şimdiki ve gelecekteki iklimlerin ve mikro iklimlerin evrimini modelleme ve değerlendirme konularıdır . Özellikle, izoprenin karasal biyosfer tarafından atmosfere net emisyonlarını (bölgesel ve küresel) mekansal çözünürlükle değerlendirmek için “MEGAN” ( Doğadan Gaz ve Aerosol Emisyonlarının kısaltması) adlı bir model üretildi (2006). 1 yaklaşık  km 2 . Ekosistemler tarafından izopren emisyonlarının oranlarını ve varyasyonlarını açıklayan faktörler (bu emisyon faktörleri karmaşıktır; biyolojik, fiziksel ve kimyasal, doğrudan ve dolaylı, anlık ve gecikmeli ve birbirleriyle etkileşime girme). Bu model diğer modellerle aynı değişkenleri, uydu gözlemlerini ve yerde yapılan ölçümleri kullanır. MEGAN modeline göre:

Hücresel biyolojik roller

Birçok hücresel bileşiğin yapısında, örneğin izoprenden türetilen karoten (tetraterpen) gibi terpenlerde yer alır .

Diğer izopren türevleri

Eko-peyzaj ölçeklerinde ekolojik rol

Birleşik Krallık Doğal Çevre Araştırma Konseyi'ne (NERC) göre, izopren, biyotik ve abiyotik stres durumunda , özellikle kuraklık ve/veya ısı dalgası durumunda vasküler bitkiler tarafından yayılır , çünkü bu onların termotoleranslarını artırır, yan etkileri yoktur. çünkü bu uçucu organik bileşik (VOC) özellikle toksik ve ekotoksik troposferik ozonla (onu yok ederek ) etkileşime girer, ancak ozonu eski haline getirmek için nitrojen oksitlerle (fotokimyasal reaksiyon, yani ışıkla katalize edilir) reaksiyona girer .

Pek çok ağaç türü ( örneğin meşe büyük miktarlarda üretir), esas olarak yapraklarının stomaları yoluyla havaya bırakır. Gezegensel bitki örtüsü yılda yaklaşık 600 milyon ton yayar ve bunun %50'si intertropik kuşaktan gelir.

Havada, izopren, hidroksil radikali (OH) gibi serbest radikaller tarafından epoksi parçacıklarına dönüştürülür . Böylece kendileri mikro iklim yaratan aerosollerin üretilmesine yardımcı olur . Gerçekten de yardım Bunlar aerosoller için çekirdeklendirmek sisleri veya bulutlar sonra dumanlı sis veya yağmur damlalarını oluştururlar su damlacıklarını.

Bu mekanizma , yaprak aşırı ısınmasının ve/veya aşırı UV ışınımının olumsuz etkilerinin üstesinden gelmek için ormanlar tarafından geliştirilen evrimsel mekanizmalardan biri gibi görünmektedir . Ayrıca ağaçların , yapraklar için en agresif olan (troposferik ozon dahil) serbest radikallere karşı savaşmasına yardımcı olabilir .

kimya tarihi

İzopren, 1860 yılında doğal kauçuğun termal ayrışmasından keşfedildi ve izole edildi .

kullanır

İzopren, bütadienden kimyasal olarak daha aktiftir . Tarafından elde edilen çatlama ve nafta , yaygın tarafından kullanılan kimya endüstrisi esas olarak üretilmesi için, cis-1,4-poliizopren olan sentetik kauçuk oluşturan, örneğin, pnömatik araba ya da eldiven arasında ameliyat .

Kauçuk molekülleri birkaç bin bağlantıdan oluşan zincirlerden oluşur -CH 2 - C (CH 3 ) = CH - CH 2 ... Polimerin moleküler kütlesi 100.000 ila 1 milyon arasında değişebilir. Doğal kauçuk iyi kalitededir, ancak eser miktarda başka maddeler içerir: proteinler , yağ asitleri , reçineler ,  vb. Diğer doğal kauçuklarda , ona biraz farklı özellikler veren yapısal izomer , trans-1,4-poliizopren bulunabilir. Örneğin, bir reçine, güta-perka , izoprenin "tamamen trans" bir doğal polimeridir.

elde etmek

Ekleyerek izopren, bir, endüstriyel sentez dört yöntemler arasında , aseton ile asetilen tarafından geliştirilen, Georg Merling 1911'de, 1982 yılına kadar kullanımda olan; iki diğerleri, dimerizasyon arasında propen için izoheksen veya çift ilavesiyle formaldehid için izobuten ( Prins reaksiyonu ) sahip olan, 2000 kullanılmıştır; ikincisi, izobüten ve but-2-ene metatezi ile büyük ilgi uyandırdı, ancak o tarihte henüz kullanımda değildi.

Etilen üretiminin bir yan ürünü olarak, nafta veya petrolün parçalanmasının bir yan ürünü olarak endüstriyel olarak en kolay şekilde temin edilebilir .

Sanayi tarafından yılda yaklaşık 20.000 ton üretilir ve bunun %95'i cis-1,4-poliizopren ( sentetik kauçuk ) üretmek için kullanılır .

toksisite

2012 yılında, DSÖ hala izopreni kanserojen olarak görmemektedir. Bununla birlikte, bir yıl önce, 2011'de ABD Sağlık Bakanlığı şunları yazdı: "İzoprenin laboratuvar hayvanlarında tümörlere neden olduğu mekanizmaların İnsanda işlemeyeceğine inanmak için hiçbir neden yok", ancak şunu belirtiyor : "Hiçbir epidemiyolojik çalışma yoktur. insan kanseri ile karakterize edilen izopren maruziyeti arasındaki ilişkinin değerlendirilmesine ayrılmış olarak bulunmuştur. "

2008 yılından beri Avrupa Yönetmeliği (AT) göre n o  1272/2008, (kanserojen insanlarda varsayılır) kategorisinde 2B kanserojen izopren sınıflandırılır ve kategori 2 mutojenler (mutajenik ziyaret 'insan şüphelenilen). Bu konuda mevcut bilgiler 2015 yılında yetersiz kalmaktadır.

Şuna da bakın:

İlgili Makaleler

bibliyografya

Notlar ve referanslar

  1. ISOPRENE , Kimyasal Maddelerin Güvenliğine İlişkin Uluslararası Programın güvenlik sayfa(lar)ı, 9 Mayıs 2009'da danışıldı
  2. (içinde) David R. Lide, Handbook of Chemistry and Physics , Boca Raton, CRC,16 Haziran 2008, 89 inci  baskı. , 2736  s. ( ISBN  978-1-4200-6679-1 ) , s.  9-50.
  3. hesaplanan moleküler kütlesi Elements 2007 Atom ağırlıkları  " üzerine www.chem.qmul.ac.uk .
  4. (in) Iwona Owczarek ve Krystyna Blazej, "  Önerilen Kritik Sıcaklıklar. 1 st  kısmı: Alifatik hidrokarbonlar  " , J. Phys. Kimya Referans Veri , cilt.  32, n o  4,4 Ağu 2003, s.  1411 ( DOI  10.1063 / 1.1556431 ).
  5. (içinde) James E. Mark, Polimer El Kitabının Fiziksel Özellikleri , Springer,2007, 2 nci  baskı. , 1076  s. ( ISBN  978-0-387-69002-5 ve 0-387-69002-6 , çevrimiçi okuyun ) , s.  294
  6. (tr) Norbert Adolph Lange ve James G. Speight (eds), Lange's Handbook of Chemistry , New York, McGraw-Hill,2005, 16 inci  baskı. , 2.623  s. ( ISBN  978-0-07-143220-7 ) , s.  2.289.
  7. (tr) Robert H. Perry ve Donald W. Green, Perry's Chemical Engineers' Handbook , Amerika Birleşik Devletleri, McGraw-Hill,1997, 7 inci  baskı. , 2400  s. ( ISBN  0-07-049841-5 ) , s.  2-50.
  8. "  Çeşitli Gazların Özellikler '  " de flexwareinc.com (erişilen Nisan 12, 2010 ) .
  9. (içinde) David R. Lide, Handbook of Chemistry and Physics , Boca Raton, CRC,16 Haziran 2008, 89 inci  baskı. , 2736  s. ( ISBN  978-1-4200-6679-1 ) , s.  10-205.
  10. "izopren" , ESIS'te (15 Şubat 2009'da erişildi)
  11. İnsanlara Yönelik Kanserojen Risklerin Değerlendirilmesine ilişkin IARC Çalışma Grubu, “  İnsanlar için Küresel Kanserojenlik Değerlendirmeleri, Grup 2B: İnsanlar için muhtemelen kanserojen  ” , monographs.iarc.fr , IARC,16 Ocak 2009( 22 Ağustos 2009'da erişildi )
  12. 1272/2008 Sayılı AT düzenlemesinin VI. ekindeki tablo 3.1'de indeks numarası 601-014-00-5 (16 Aralık 2008)
  13. İsopren  kimyasallar veritabanında" Reptox ait CSST 25 Nisan 2009 erişilen (iş güvenliği ve sağlığı sorumlu Quebec örgütü),
  14. Jean-Paul Kurtz, Etymological Dictionary of Angliss and Americanisms , BoD,2014, s.  681.
  15. Paulot, F., Crounse, JD, Kjaergaard, HG, Kürten, A., Clair, JMS, Seinfeld, JH ve Wennberg, PO (2009), İzoprenin gaz fazında fotooksidasyonunda beklenmeyen epoksit oluşumu , Science , 325 ( 5941), 730-733.
  16. (in) Hans Martin Weitz ve Eckhard Loser, "İzopren" in Industrial Chemistry Ullmann'ın Encyclopedia , Weinheim, Wiley-VCH,2002( DOI  10.1002 / 14356007.a14_627 ).
  17. (tr) Alex Guenther Thomas Karl Peter Harley Christine Wiedinmyer Paul I. Palmer ve Chris Geron, “  Megan kullanarak Küresel Karasal İsopren Emisyon tahminleri (Gazların Emisyonlarının Modeli ve Doğadan Aerosoller)  ” , Atmos. Kimya Fizik , Avrupa Yerbilimleri Birliği (EGU), cilt.  6,2006, s.  3181-3210 ( özet , çevrimiçi oku )
  18. Singsaas EL, Lerdau M., Winter K. ve Sharkey TD (1997), İzopren, izopren yayan türlerin termotoleransını arttırır , Bitki fizyolojisi , 115 (4), 1413-1420.
  19. (içinde) Alex Guenther, Karl Thomas, Peter Harley, Christine Wiedinmyer Paul I. Palmer ve Chris Geron, MEGAN Kullanarak Küresel Karasal İzopren Emisyonları Tahminleri (Doğadan Gaz ve Aerosol Emisyonları Modeli)  " , Atmos. Kimya Phys , Avrupa Yerbilimleri Birliği (EGU), cilt.  6,2006, s.  3181-3210 ( özet ).
  20. (in) Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü, "  Organik Karbon Bileşikleri Yayılan By Trees Hava Kalitesi Etkiler  " , ScienceDaily ,7 Ağustos 2009( çevrimiçi okuyun ).
  21. (içinde) Sid Perkins, "  Bir Sis Kaynağı: Bilim Adamları Bitkiler Tarafından Yaygın Olarak Yayılan Bir Hidrokarbonun Nasıl Işık Saçan Aerosollere Dönüştürüldüğünü Belirlediler  " , Science News , Cilt.  176,29 Ağustos 2009, s.  15 ( özet ).
  22. (içinde) Thomas D. Sharkey, Amy E. Wiberley ve Autumn R. Donohue, "  Bitkilerden İzopren emisyonu: Neden ve Nasıl  " , Annals of Botany , Cilt.  101, n o  1,6 Ekim 2007, s.  5-18 ( çevrimiçi okuyun ).
  23. (içinde) Charles Greville Williams, "  Biz İzopren ve Caoutchine  " , Kraliyet Cemiyeti Bildirileri , cilt.  150,1 st Ocak 1860, s.  241-255 ( çevrimiçi okuyun ).
  24. (tr) Georg Hugo Merling ve Koehler, Üreten izopren işlem , ABD Patenti N o  1,026,691,18 Şubat 1911( çevrimiçi okuyun ).
  25. Klaus Weissemel Hans-Jürgen Arpe ( trans.  İngilizceden tarafından 3 inci  ed. İngiliz Philippe ve Brigitte Kalck Zahner tarafından), Endüstriyel Organik Kimya [ "  Endüstriyel Organik Kimya  "], Paris / Brüksel, De Boeck , ark.  "Üniversite",2000, XVIII-453  s. ( ISBN  2-7445-0073-9 , çevrimiçi okuyun ) , s.  121-126.
  26. (in) İnsanlara Yönelik Kanserojen Risklerin Değerlendirilmesine İlişkin IARC Monografları , cilt.  71: Bazı Organik Kimyasalların Yeniden Değerlendirilmesi, Hidrazin ve Hidrojen Peroksit , OMS ,1999( çevrimiçi okuyun ) , bölüm 3. A: Genel Oturumlarda İncelenmeyen Bileşikler: Yeni Özetler Gerektiren Kapsamlı Yeni Veriler, "Isoprene", s.  1015-1025 : sunulan veriler 1994 yılına aittir ve aynı kuruluş, 2012'de kendi uçuşunda atıfta bulunmuştur .  100 ( Radiation: A Review of Human Carcinogens , s.  325 ), yenilerini sunmaz.
  27. (in) Karsinojenler Raporu , ABD Sağlık ve İnsan Hizmetleri Departmanı - Halk Sağlığı Ulusal Servisi - Toksikoloji Programı,2011, 12 inci  baskı. , 499  s. ( çevrimiçi oku ) , “İzopren CAS N ° 78-79-5”, s.  247.
  28. "  IARC Sınıflandırması  " , kanser-environnement.fr'de ( 28 Mart 2019'da erişildi )