Isopreeni

Isopreeni
Isoprene.svgIsopreeni-3d.png
isopreenin rakennekaava ja 3d-malli
Henkilöllisyystodistus
IUPAC-nimi 2-metyylibut-1,3-dieeni
N o CAS 78-79-5
N o ECHA 100 001 040
N O EY 201-143-3
PubChem 6557
Hymyilee C = C (C) C = C
PubChem , 3D-näkymä
InChI InChI: 3D-näkymä
InChI = 1 / C5H8 / c1-4-5 (2) 3 / h4H, 1-2H2,3H3
Ulkomuoto väritön, erittäin haihtuva neste, jolla on tyypillinen haju
Kemialliset ominaisuudet
Kaava C 5 H 8   [Isomeerit]
Moolimassa 68,117 ± 0,0046  g / mol
C 88,16%, H 11,84%,
Dipolaarinen hetki 0,25  ± 0,01  D
Fyysiset ominaisuudet
T ° fuusio -146  ° C
T ° kiehuu 34,05  ° C
Liukoisuus vedessä: ei mitään
Liukoisuusparametri δ 15,1  MPa 1/2 ( 25  ° C )
Tilavuusmassa 0,680 6  g cm -3

yhtälö:
Nesteen tiheys kmol · m -3 ja lämpötila Kelvinissä välillä 127,27–484 K.
Lasketut arvot:
0,67595 g · cm -3 25 ° C: ssa.

T (K) T (° 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
T (K) T (° C) ρ (kmol m -3 ) ρ (gcm -3 )
317,53 44,38 9.61739 0,655513
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 0,488793
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

Kaavio P = f (T)

Itsesyttymislämpötila lämpötilan 220  ° C
Leimahduspiste −54  ° C (suljettu kuppi)
Räjähdysrajat ilmassa 1,5 - 8,9  tilavuusprosenttia
Kyllästävä höyrynpaine ajan 20  ° C  : 53,2  kPa

yhtälö:
Paine pascaleissa ja lämpötila kelvineinä, 127,27 - 484 K.
Lasketut arvot:
73 405,16 Pa 25 ° C: ssa.

T (K) T (° 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
T (K) T (° 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)
Kriittinen piste 206,05  ° C , 38,5  bar
Lämpökemia
C s

yhtälö:
Nesteen lämpökapasiteetti J · kmol -1 · K -1: ssä ja lämpötila Kelvinissä, 130,32 - 307,2 K.
Lasketut arvot:
152,387 J · mol -1 · K -1 25 ° C: ssa.

T
(K)
T
(° C)
C s
C s
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 s
C s
224 −49.15 131,553 1,931
230 −43.15 132,793 1,949
236 −37.15 134,111 1,969
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 147155 2160
289 15.85 149,167 2190
295 21.85 151,258 2,220
301 27.85 153,427 2 252
307,2 34.05 155,750 2 286
Sähköiset ominaisuudet
1 re ionisaatioenergia 8,84  ± 0,01  eV (kaasu)
Optiset ominaisuudet
Taitekerroin  1,4194
Varotoimenpiteet
SGH
SGH02: SyttyvääSGH08: Herkistävä aine, mutageeni, karsinogeeni, lisääntymiselle vaarallinen
Vaara H224, H341, H350, H412, H224  : Erittäin helposti syttyvä neste ja höyry
H341  : Epäillään aiheuttavan geneettisiä vikoja (ilmoitetaan altistumisreitti, jos on vakuuttavasti osoitettu, ettei mikään muu altistumisreitti aiheuta samaa vaaraa)
H350  : Saattaa aiheuttaa syöpää (Ilmoita altistumisreitti, jos se on todistettavasti todistettu) mikään muu altistumisreitti ei
aiheuta vaaraa) H412  : Haitallista vesieliöille, pitkäaikaisia ​​haittavaikutuksia
WHMIS

Luokittelematon tuoteTämän tuotteen luokitusta ei ole vielä vahvistettu myrkyllisyyshakemistopalvelun

ilmoituksessa (1,0%) ainesosaluettelon mukaan
NFPA 704

NFPA 704 -symboli

4 1 2
Kuljetus
-
   1218   
YK-numero  :
1218  : ISOPRENE, VAKAUTETTU
IARC- luokitus
Ryhmä 2B: mahdollisesti syöpää aiheuttava ihmisille
Ekotoksikologia
LogP 2.30
SI- ja STP- yksiköt, ellei toisin mainita.

Isopreeni , termi on 1860 kemisti Charles Greville Williams  (in) ilman selitystä etuliite i- ( 'sama') ja supistuminen pr (opyl) eeni , on yhteinen synonyymi kemiallisen yhdisteen 2- metyylibut-1 , 3-dieeni . Se on yksi pentadieenin neljästä isomeeristä , jolla on konjugoituja kaksoissidoksia. Tavallisessa lämpötilassa se on väritön haihtuva ja hajuinen neste, helposti syttyvä, joka kykenee muodostamaan räjähtäviä seoksia ilman kanssa. Se liukenee alkoholiin, asetoniin ja bentseeniin .

Tämä monomeeri voi polymeroitua kumiksi . Suuren reaktiivisuudensa vuoksi tästä polymeroinnista voi tulla räjähtävä lämpötilan vaikutuksesta. Isopreeni on myrkyllistä tiettyjen kynnysarvojen ulkopuolella, mikä tekee siitä epäpuhtauden, jos sitä päästetään ympäristöön merkittäviä määriä teollisen prosessin avulla.

Läsnäolo luonnossa

Isopreeni on yksi kaasuista, joita leviää laajasti, pieninä pitoisuuksina, luonnossa ja joissakin elintarvikkeissamme. Se edistää tuotantoon reaktiivisen aerosolien ja erityisesti terpeenejä (jotka ovat hiilivedyt, jotka johtuvat useiden sellaisten isopreenin yksikköä ).

Biosfääri säteilee enemmän kuin metaani haihtuvien orgaanisten yhdisteiden (VOC: t) ilmakehään kuin ihmisen toiminnan, ja isopreenin muodostaa merkittävän osan yläpuolella katot , joka myös osaltaan muodostumista (yllättäen alkamiseen saakka 2000-luvun ) ja epoksi -molekyylien .

Sen syklin (ja siten sen virtausten ja roolien) tunteminen ja mallintaminen ovat aiheita mallinnettaessa ja arvioitaessa ilmanlaatua sekä menneiden, nykyisten ja tulevien ilmastojen ja mikroklimaatioiden kehitystä. MEGAN-niminen malli (lyhenne sanoista Luonnon kaasupäästöt ja aerosolit ) tuotettiin (2006), jotta voidaan arvioida isopreenin nettopäästöjä (alueellisia ja maailmanlaajuisia) ilmakehään maan biosfäärin avulla paikkatarkkuudella. noin 1  km 2 . Se perustuu in situ -mittauksista ja laboratoriokokeista saatuihin teoreettisiin ja kenttätietoihin tekijöihin, jotka selittävät ekosysteemien isopreenipäästöjen nopeudet ja vaihtelut (nämä päästökertoimet ovat monimutkaisia; biologiset, fysikaaliset ja kemialliset, suorat ja epäsuorat, välittömät ja viivästynyt ja vuorovaikutuksessa toistensa kanssa). Tässä mallissa käytetään samoja muuttujia kuin muissa malleissa, satelliittitutkimuksissa ja kentällä tehdyissä mittauksissa. MEGAN-mallin mukaan:

Solun biologiset roolit

Se on mukana monien soluyhdisteiden rakenteessa, esimerkiksi terpeeneissä , kuten karoteenissa (tetraterpeeni), jotka ovat peräisin isopreenista.

Muut isopreenijohdannaiset

Ekologinen rooli ekomaiseman mittakaavassa

Mukaan Britannian Natural Environment Research Council (NERC), isopreeni emittoivat putkilokasvia sattuessa bioottisten ja abioottisten stressin , erityisesti siinä tapauksessa, kuivuudesta ja / tai helleaalto koska se parantaa heidän lämmönsietoon , ei ilman sivuvaikutuksia. koska tämä haihtuva orgaaninen yhdiste (VOC) on vuorovaikutuksessa erityisesti myrkyllisen ja ekotoksisen troposfäärin otsonin kanssa (tuhoamalla sen), mutta se reagoi myös typpioksidien kanssa (fotokemiallinen reaktio, ts. valon katalysoima) otsonin palauttamiseksi.

Monet puulajit (esimerkiksi tammi tuottaa suuria määriä) päästävät sen ilmaan, pääasiassa lehtien stomatan kautta . Planeetan kasvillisuus päästää noin 600 miljoonaa tonnia vuodessa, josta 50% tulee intertrooppisesta vyöstä.

Ilmassa, isopreeni muunnetaan epoksi hiukkaset mukaan vapaiden radikaalien , kuten hydroksyyliradikaalin (OH). Se auttaa siten tuottamaan aerosoleja, jotka itse muodostavat mikroklimaatteja . Nämä aerosolit todellakin auttavat nukleoitumaan vesipisarat, jotka muodostavat sumun tai pilviä sitten smogs tai sadetta.

Tämä mekanismi näyttää olevan yksi evoluutiomekanismeista, jotka metsät ovat kehittäneet lehtien ylikuumenemisen ja / tai liiallisen UV- säteilytyksen kielteisten vaikutusten voittamiseksi . Se voi myös auttaa puita taistelemaan lehtiä (mukaan lukien troposfäärin otsonia) kohtaan aggressiivisimpia vapaita radikaaleja vastaan .

Kemian historia

Isopreeni löydettiin ja eristettiin luonnonkumin lämpöhajoamisesta vuonna 1860 .

Käyttää

Isopreeni on kemiallisesti aktiivisempi kuin butadieeni . Saatu halkeilua ja teollisuusbensiinin , se on laajalti käyttää kemianteollisuudessa , pääasiassa valmistamiseksi cis-1,4-polyisopreeni , joka on synteettinen kumi , esimerkiksi muodostavien pneumaattinen auton tai käsineet ja leikkaus .

Kumimolekyylit koostuvat ketjuista useita tuhansia yhteyksiä CH 2 - C (CH 3 ) = CH - CH 2 ... molekyylimassa polymeeri voi vaihdella 100000 1000000. Luonnon kumi on hyvä laatu, mutta se sisältää pieniä määriä muita aineita: proteiinit , rasvahapot , hartseja ,  jne. Muista luonnonkumeista löytyy rakenteellinen isomeeri , trans-1,4-polyisopreeni, joka antaa sille hieman erilaiset ominaisuudet. Esimerkiksi hartsi, gutaperka , on isopreenin luonnollinen "all trans" -polymeeri.

Saada

Neljästä menetelmästä teollisen synteesin isopreeni, yksi, lisäämällä asetonia ja asetyleeni , kehittämä Georg Merling 1911, oli käytössä vuoteen 1982 asti; kaksi muuta, mukaan dimerisaatio on propeenia ja isohekseeni tai kaksinkertainen lisäämällä formaldehydiä ja isobuteenin ( Prins reaktio ), käytettiin edelleen vuonna 2000; jälkimmäinen herätti isobuteenin ja but-2-eenin metateesillä suurta mielenkiintoa, mutta ei ollut vielä käytössä tuolloin.

Se on helpoimmin saatavissa teollisesti sivutuotteena halkeilua teollisuusbensiinin tai öljy, kuten sivutuotteena eteenin tuotannon .

Teollisuus tuottaa vuosittain noin 20 000 tonnia, josta 95% käytetään cis-1,4-polyisopreenin ( synteettinen kumi ) tuottamiseen.

Myrkyllisyys

Vuonna 2012 WHO ei vieläkään pidä isopreeniä syöpää aiheuttavana aineena. Vuotta aiemmin, vuonna 2011, Yhdysvaltain terveysministeriö kirjoitti kuitenkin: "Ei ole mitään syytä uskoa, että mekanismit, joilla isopreeni aiheuttaa kasvaimia laboratorioeläimissä, eivät toimisi ihmisessä" , mutta hän täsmentää: "Ei epidemiologisia tutkimuksia ole ihmisen syövän ja karakterisoidun isopreenialtistuksen välisen suhteen arvioinnille on osoitettu. "

Vuodesta 2008 lähtien  isopreeni on eurooppalaisen asetuksen (EY) N: o 1272/2008 mukaan luokiteltu luokkaan 2B karsinogeeni (ihmisillä oletettu karsinogeeninen) ja luokkaan 2 perimän muutoksia aiheuttaviksi aineiksi (epäilty mutageeninen vierailu ihmisillä). Aiheesta ei ole vielä riittävästi tietoa vuonna 2015.

Katso myös

Aiheeseen liittyvät artikkelit

Bibliografia

Huomautuksia ja viitteitä

  1. ISOPRENE , kemiallisten aineiden turvallisuutta koskevan kansainvälisen ohjelman käyttöturvallisuustiedote (t) , kuultu 9. toukokuuta 2009
  2. (in) David R. Lide, Handbook of Chemistry and Physics , Boca Raton, CRC,16. kesäkuuta 2008, 89 th  ed. , 2736  Sivumäärä ( ISBN  978-1-4200-6679-1 ) , s.  9-50.
  3. laskettu molekyylimassa välillä Atomic painot Elements 2007  " on www.chem.qmul.ac.uk .
  4. (sisään) Iwona Owczarek ja Krystyna Blazej, "  Suositellut kriittiset lämpötilat. 1 st  osa: Alifaattiset hiilivedyt  " , J. Phys. Chem. Viite. Data , voi.  32, n o  4,4. elokuuta 2003, s.  1411 ( DOI  10.1063 / 1.1556431 ).
  5. (in) James E. Mark, Physical Properties of Polymer Handbook , Springer,2007, 2 nd  ed. , 1076  Sivumäärä ( ISBN  978-0-387-69002-5 ja 0-387-69002-6 , luettu verkossa ) , s.  294
  6. (en) Norbert Adolph Lange ja James G. Speight (toim.), Langen kemian käsikirja , New York, McGraw-Hill,2005, 16 th  ed. , 2623  Sivumäärä ( ISBN  978-0-07-143220-7 ) , s.  2,289.
  7. (en) Robert H. Perry ja Donald W. Green, Perry's Chemical Engineers 'Handbook , Yhdysvallat, McGraw-Hill,1997, 7 th  ed. , 2400  Sivumäärä ( ISBN  0-07-049841-5 ) , s.  2-50.
  8. "  Eri kaasujen ominaisuudet  " osoitteessa flexwareinc.com (käytetty 12. huhtikuuta 2010 ) .
  9. (in) David R. Lide, Handbook of Chemistry and Physics , Boca Raton, CRC,16. kesäkuuta 2008, 89 th  ed. , 2736  Sivumäärä ( ISBN  978-1-4200-6679-1 ) , s.  10-205.
  10. "isopreeni" , ESIS-tietokannassa (käytetty 15. helmikuuta 2009)
  11. IARC-työryhmä ihmisille karsinogeenisten riskien arvioimiseksi , "  Global Carcinogenicity Assessments for Humans, Group 2B: mahdollisesti karsinogeeninen ihmisille  " , monografioissa.iarc.fr , IARC,16. tammikuuta 2009(katsottu 22. elokuuta 2009 )
  12. Indeksinumero 601-014-00-5 EY-asetuksen N: o 1272/2008 liitteen VI taulukossa 3.1 (16. joulukuuta 2008)
  13. isopreeni  " tietokannassa kemikaalien Reptox että CSST (Quebec organisaatio, joka vastaa työsuojelun), pääsee 25 huhtikuu 2009
  14. Jean-Paul Kurtz, anglikismien ja amerikanismien etymologinen sanakirja , BoD,2014, s.  681.
  15. Paulot, F., Crounse, JD, Kjaergaard, HG, Kürten, A., Clair, JMS, Seinfeld, JH ja Wennberg, PO (2009), Odottamaton epoksidien muodostuminen isopreenin kaasufaasivalohapetuksessa , Science , 325 ( 5941), 730 - 733.
  16. (in) Hans Martin Weitz ja Eckhard Loser, "isopreeni" in Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry , Weinheim, Wiley-VCH,2002( DOI  10.1002 / 14356007.a14_627 ).
  17. (en) Alex Guenther, Thomas Karl, Peter Harley, Christine Wiedinmyer, Paul I. Palmer ja Chris Geron, Estimates of Global Terrestrial Isoprene Emissions Using MEGAN (Model of Emissions of Gases and Aerosols from Nature)  ” , Atmos. Chem. Phys. , European Geosciences Union (EGU), voi.  6,2006, s.  3181-3210 ( yhteenveto , lue verkossa )
  18. Singsaas EL, Lerdau M., Winter K. ja Sharkey TD (1997), Isopreeni lisää isopreenia emittoivien lajien lämpö-suvaitsevaisuutta , Kasvien fysiologia , 115 (4), 1413-1420.
  19. (sisään) Alex Guenther, Karl Thomas, Peter Harley, Christine Wiedinmyer Paul I.Palmer ja Chris Geron, Estimates of Global Terrestrial Isoprene Emissions Using MEGAN (Model of Emissions of Gases and Aerosols from Nature)  " , Atmos. Chem. Phys , European Geosciences Union (EGU), voi.  6,2006, s.  3181-3210 ( yhteenveto ).
  20. (in) California Institute of Technology, "  orgaanisen hiilen päästöt koostuvat Puut ilmanlaatua heikentäviä  " , ScienceDaily ,7. elokuuta 2009( lue verkossa ).
  21. (in) Sid Perkins, "  lähde Haze: Tutkijat Tunnista Miten hiilivety Yleisimmin lähettämä kasvien muunnetaan valonsirontadetektorilla Aerosolit  " , Science News , Vol.  176,29. elokuuta 2009, s.  15 ( yhteenveto ).
  22. (in) Thomas D. Sharkey, Amy E. Wiberley ja syksy R. Donohue, "  isopreeni päästö Kasvit: miksi ja miten  " , Annals of Botany , Vol.  101, n o  1,6. lokakuuta 2007, s.  5-18 ( lue verkossa ).
  23. (in) Charles Greville Williams, "  Me isopreeni ja Caoutchine  " , Proceedings of the Royal Society , vol.  150,1. st tammikuu 1860, s.  241-255 ( lue verkossa ).
  24. (fi) Georg Hugo Merling ja Koehler, prosessi tuottaa isopreeni , US-patentti N o  1026691,18. helmikuuta 1911( lue verkossa ).
  25. Klaus Weissemel ja Hans-Jürgen Arpe ( trans.  Vuodesta Englanti, jonka 3 : nnen  painos Englanti Philippe ja Brigitte Kalck Zahner), Industrial Organic Chemistry [ "  Industrial Organic Chemistry  "], Pariisi / Bryssel, De Boeck , ai.  "Yliopisto",2000, XVIII-453  Sivumäärä ( ISBN  2-7445-0073-9 , luettu verkossa ) , s.  121-126.
  26. (in) IARC: n monografiat ihmisille karsinogeenisten riskien arvioinnista , voi.  71: Joidenkin orgaanisten kemikaalien, hydratsiinin ja vetyperoksidin , OMS: n uudelleenarviointi ,1999( lue verkossa ) , osa 3. A: Yhdisteet, joita ei ole tarkistettu täysistunnoissa: Laajat uudet tiedot, jotka edellyttävät uusia yhteenvetoja, "Isoprene", s.  1015-1025 : esitetyt tiedot ovat peräisin vuodelta 1994, ja sama organisaatio vetoaa lentoonsa vuonna 2012 .  100 ( Säteily: Katsaus ihmisen karsinogeeneihin , s.  325 ), ei tarjoa uusia.
  27. (in) Raportti syöpää aiheuttavista aineista , Yhdysvaltain terveys- ja henkilöstöministeriö - Kansanterveyden kansallinen palvelu - toksikologiaohjelma,2011, 12 th  ed. , 499  Sivumäärä ( lue verkossa ) , “Isoprene CAS N ° 78-79-5”, s.  247.
  28. "  IARC: n luokitus  " , osoitteessa cancer-environnement.fr (käytetty 28. maaliskuuta 2019 )